Огонь вулкана и дуэт учёных: как семейный тандем раскрывает тайны Толбачика

 

Лауреаты премии ДВО РАН имени выдающихся учёных Дальнего Востока России

Лауреаты премии имени Б.И. Пийпа, супруги М.Г. и А.Б. Белоусовы, – 

о легендарном извержении, полевых испытаниях и силе научного партнёрства.

Движущийся лавовый поток типа пахойхой. Апрель 2013 года

     Наука – это не только формулы и теории, но и судьбы людей, чья страсть к познанию становится делом всей жизни. Порой это стремление ведёт исследователей в самые суровые уголки планеты, например, на склоны огнедышащих гор Камчатки. А иногда она помогает найти не только призвание, но и родственную душу, создавая уникальный научный тандем, для которого работа и жизнь неразделимы.

Именно такая история у наших сегодняшних героев – Марины Геннадьевны и Александра Борисовича Белоусовых, научных сотрудников Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, кандидатов геолого-минералогических наук. Их многолетний труд по изучению процесса грандиозного трещинного извержения вулкана Толбачик в 2012–2013 годах отмечен премией имени выдающегося камчатского вулканолога Бориса Ивановича Пийпа. Мы поговорили с ними не только о лаве, газах и минералах, но и о том, как рождается научное открытие в условиях ледяного ветра, падающих вулканических бомб, и что помогает семейной паре покорять вершины мировой науки.

Александр в специальном защитном костюме во время работы на лавовом потоке. Май 2013 года

***

– Марина Геннадьевна, Александр Борисович, как вы пришли в вулканологию? Где и как познакомились? И сколько лет ваше семейное и профессиональное партнёрство помогает покорять вулканические вершины?

– В 1982 году мы познакомились в туристическом походе на вулкан Эльбрус (Кавказ), в котором участвовали студенты Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова. В 1983 году мы стали семьей. В 1984-м после окончания геологического факультета МГУ мы приняли решение работать на Камчатке, и нас приняли на работу в Институт вулканологии.

– Трещинное Толбачинское извержение 2012–2013 годов стало уникальным событием для мировой вулканологии. Что в его характере было действительно исключительным, чего раньше не наблюдалось на Камчатке или в мире?

– Уникальными были длительность извержения (девять месяцев) и объём изверженной за это время магмы (0,55 куб. км), что является очень редким событием для вулканов островных дуг, расположенных в зонах субдукции.

– Работать непосредственно на действующем извержении – такое событие, наверное, не часто бывает. Какими были самые яркие, может быть, даже опасные моменты полевых работ? И какую самую ценную «добычу» – образец или данные – вам удалось тогда получить?

– Очень сложно было организовать полевые работы, так как они проходили на высотах 1500–1800 м над уровнем моря и, в основном, в зимнее время. Надо было создать условия для работы в условиях низких температур (– 10 °С и ниже), сильных ветров и мощных снегопадов. Всё это происходило в условиях ограниченного финансирования, когда было сложно доставить вертолётом оборудование, питание и смену сотрудников на извержение. Самый яркий момент – первая высадка в январе 2013 года: вертолёт улетает, а мы – семь человек остаёмся на открытой местности, покрытой снегом и льдом, продуваемой ветром, и в это время на голову падает вулканический пепел.

Зарево над кратером извержения Толбачика. На переднем плане – палатка, в которой жили семь человек, и стоял большой баллон с газом, при помощи которого температура в палатке постоянно была выше 0 градусов. 25 января 2013 года

Самые важные результаты. Во-первых, впервые в мире нам удалось получить инструментальные многократные одновременные измерения температуры и вязкости лавы на различных расстояниях от места излияния и опубликовать статью об этом в вулканологическом журнале Bulletin of Volcanology: Belousov A., Belousova M. (2018) Dynamics and viscosity of 'a'a and pahoehoe lava flows of the 2012–13 eruption of Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia. В 2020 году эта статья стала самой цитируемой за год статьёй этого журнала.

Во-вторых, впервые в мире удалось увидеть и описать, как лавы с разным механизмом течения взаимодействуют с мощным снеговым покровом, и опубликовать эти результаты в самом престижном журнале в области естественных наук (Nature Communications): Edwards B, Belousov A., Belousova M. (2014). Propagation style controls lava-snow interaction.

– Марина Геннадьевна и Александр Борисович, в вашей работе упоминается изучение состава лав. Что «рассказали» вам эти химические анализы? Можно ли сказать, что по ходу извержения мы в реальном времени наблюдали, как «готовится» магма в недрах Земли?

– Состав лав был довольно необычен для вулкана Толбачик. Но в процессе извержения, несмотря на его длительность и объём, состав лав изменялся незначительно. Очень интересно было наблюдать эволюцию течения лав, а также изменение морфологии образующихся лавовых потоков. Необходимо добавить, что извержения таких маловязких лав происходят очень редко на Камчатке, и впервые сотрудникам Института вулканологии удалось наблюдать такое извержение.

– Премия носит имя Бориса Ивановича Пийпа, одного из пионеров камчатской вулканологии. Чем именно его научное наследие перекликается с вашими исследованиями? Чувствуете ли вы себя продолжателями его дела?

– Б.И. Пийп был неутомимым полевым геологом. Он изучал разнообразные процессы во время вулканических извержений, а также продукты этих извержений. Борис Иванович много работал на вулкане Толбачик, изучал извержения прошлых лет и побочный прорыв 1941 года. Можно сказать, что весь Институт вулканологии и сейсмологии, в том числе и мы, является продолжателями идей и работ Б.И. Пийпа.

Марина на фоне движущегося лавового потока. Апрель 2013 года

– Марина Геннадьевна, в полевой геологии и вулканологии традиционно больше мужчин. Ваш пример показывает, что женщина-учёный может быть успешной в этой сфере. С какими особыми вызовами вам пришлось столкнуться, и что бы вы пожелали девушкам, мечтающим о карьере в геонауках?

– В вулканологии очень важно быть в хорошей физической форме. Несмотря на бурное развитие дистанционных и лабораторных методов исследования, полевые работы требуют физической подготовки.

Александр на фоне движущегося лавового потока. Апрель 2013 года

– Александр Борисович, изучение такого извержения – это не просто удовлетворение научного любопытства. Какие практические выводы можно сделать из вашей работы? Помогает ли это в прогнозировании будущих извержений и оценке рисков для населения?

– Изучение этого извержения, а также осмысление данных, полученных во время предыдущих извержений 1941-го и 1975–1976 годов, позволили понять, как устроена подводящая система Толбачика, а также закономерности подъёма магмы к поверхности и распространения в виде лавовых потоков. Изучение взаимодействия лавы со снегом позволило понять образование вулканических грязевых потоков (лахаров) – одного из самых разрушительных видов вулканического воздействия. Также удалось выяснить закономерности образования ряда минералов, как в ходе самого извержения, так и после него. Эта работа была проведена в сотрудничестве с коллегами геологических факультетов Московского и Санкт-Петербургского университетов.

Александр в специальном защитном костюме во время работы на лавовом потоке. Май 2013 года

– Над таким масштабным проектом, безусловно, работала большая команда. Кого бы из ваших коллег из ИВиС ДВО РАН и других институтов вы хотели бы поблагодарить за сотрудничество?

– Во время работы на извержении – это И.В. Чаплыгин (ИГЕМ, Москва), который является уникальным специалистом по отбору и анализу высокотемпературных (800 °С и выше) газов в условиях извержения. Минералоги И.В. Пеков (МГУ), О.И. Сийдра (СПбГУ), С.К. Филатов (СПбГУ), которые являются самыми крупными в мире специалистами по минералам, образованным в результате вулканических и поствулканических процессов. М.Е. Зеленский (Институт экспериментальной минералогии РАН) и сотрудник Камчатской вулканостанции Ю.В. Демянчук.

– Толбачик подарил вам уникальный материал. Остались ли ещё «белые пятна» в описании того извержения? В каком направлении вы планируете развивать исследования дальше?

– В 2015 году в международном вулканологическом журнале Journal of Volcanology and Geothermal Research был опубликован специальный выпуск «2012–2013 Tolbachik eruption» (220 страниц и 17 статей), в котором мы были приглашёнными редакторами и авторами трёх статей. А в целом, процесс познания бесконечен, и решение одних вопросов приводит к появлению новых.

– Ваша работа – прекрасный пример того, как семейная пара может быть идейными вдохновителями друг друга. В чём, на ваш взгляд, главный секрет вашего успешного научного и жизненного тандема?

– Главный секрет – это терпение. Нам удалось гармонично сочетать наши возможности и способности: Александр был больше сконцентрирован на экспедиционных выездах, особенно в то время, когда наши дети были маленькими, а Марина занималась лабораторной обработкой собранного материала. Также очень важна взаимопомощь при написании научных статей, так как этот процесс (написание и редактирование текста, создание графики, подготовка к публикации, рецензирование) требует разнообразных и очень больших усилий.

***

История Марины Геннадьевны и Александра Борисовича Белоусовых не только о преодолении стихии и научном триумфе, но и о глубокой внутренней гармонии, взаимодействии человека с суровой природой Камчатки, риске полевой работы и скрупулёзности лабораторного анализа и, наконец, о двух людях, чьи жизни слились в едином стремлении понять яростное дыхание планеты. Их исследования, отмеченные премией имени Б.И. Пийпа, – это фундаментальный вклад в мировую вулканологию, делающий нас на шаг ближе к пониманию и предсказанию грозных сил Земли. А их личный и профессиональный союз служит ярким доказательством того, что настоящая наука рождается не только в тиши кабинетов, но и в огне извержений, в ледяном ветру на склоне вулкана и в терпении, с которым двое учёных вместе идут к одной цели.

Все фото Марины и Александра БЕЛОУСОВЫХ

Морская робототехническая триада: взгляд в будущее флота

Лауреат премии ДВО РАН имени выдающихся учёных

Экспериментальные работы с беспилотным летательным аппаратом в полевых условиях

Развитие морской робототехники – одно из ключевых направлений научно-технического прогресса, способное кардинально изменить подходы к освоению океанских просторов. В Институте автоматики и процессов управления ДВО РАН создают технологии, которые вскоре могут перевернуть представление о работе в акватории. Старший научный сотрудник лаборатории робототехнических систем кандидат технических наук Антон Сергеевич Губанков недавно был удостоен премии ДВО РАН имени академика А.А. Воронова. Награда присуждена за цикл работ, посвящённых созданию и применению морской робототехнической триады – комплекса из подводного, надводного и воздушного беспилотных аппаратов, способных действовать автономно. В интервью «Дальневосточному учёному» исследователь рассказал о своём пути, сути проекта и его практической значимости для региона.

Антон Сергеевич ГУБАНКОВ на семинаре ПАО Дальприбор в МГУ г. Владивосток, 2023 год

Путь в науку

Антон Сергеевич вспоминает, что интерес к научной деятельности проснулся во время обучения на третьем курсе Дальневосточного государственного технического университета. Наставником стал доктор технических наук, профессор Владимир Фёдорович Филаретов, открывший в университете новую специальность «Управление и информатика в технических системах». Ещё будучи студентом Антон Губанков начал работать лаборантом в лаборатории робототехнических систем Института автоматики и процессов управления.

Традиционное научное направление лаборатории – управление промышленными и подводными роботами – определило вектор исследований Антона Сергеевича. Сегодня он совмещает научную работу с преподаванием в Дальневосточном федеральном университете и Морском государственном университете, а также участвует в популяризации робототехники в школах Приморского края.

На дне открытых дверей в МГУ имени адмирала Г.И. Невельского

Суть проекта: скорость и оперативность

Уникальность разрабатываемой «триады» (подводный аппарат – надводный дрон – беспилотный летательный аппарат) заключается в резком повышении оперативности выполнения задач в море.

«Представьте: в море произошёл инцидент. Чтобы его расследовать и принять верное решение, нужно собрать команду, подготовить судно – на это уходят часы или даже сутки. Наша триада – это автономный надводный носитель с беспилотником и подводной аппаратурой. Его можно быстро отправить на разведку», – поясняет А.С. Губанков.

По отдельности каждый элемент имеет ограниченные возможности: БПЛА имеет малую продолжительность работы в воздухе, подводный аппарат требует носителя, а надводный дрон не «увидит», что произошло под водой. Их интеграция в единую систему, работающую по общим алгоритмам, и есть ключевая идея проекта, позволяющая получить синергетический эффект от совместного использования автономного надводного носителя, беспилотника и подводной аппаратуры.

Такой комплекс позволяет: быстро провести первичную разведку; сопоставить информацию из разных сред (воздух, вода и её поверхность); минимизировать время реагирования.

«Мы сразу решили идти в комплексное применение и работу на опережение, – подчёркивает Антон Сергеевич. – Сейчас в мире приходят к комбинации из двух элементов (например, БЭК (безэкипажные катера) и БПЛА), а мы заложили основу триады».

Научные вызовы и решения

Главные научные задачи – создание точных, надёжных и устойчивых систем управления, навигации и наведения для всех элементов триады в сложных морских условиях.

«Нами предложен подход, при котором архитектура системы управления едина для всех трёх составляющих – летательного, подводного и надводного аппаратов, но при этом учитывает их уникальность», – рассказывает исследователь.

Серьёзной проблемой является обеспечение навигации, особенно в условиях сбоев или помех спутниковых сигналов (в том числе во Владивостоке). Учёные предлагают решение: аппараты триады могут осуществлять навигационную поддержку друг друга. Это может быть групповая навигация БПЛА; навигация летательного средства относительно надводного судна; навигация подводного аппарата с опорой на надводное судно, где используются ультразвуковые сигналы вместо спутниковых.

Хронология развития идей

Разработка подводных систем управления ведётся давно – публикуются научные статьи, монографии, выполняются практические разработки. Новый этап начался с приглашения Антона Сергеевича на должность заведующего лабораторией морской беспилотной авиации и морских авиационных систем в Морском государственном университете имени адмирала Г.И. Невельского.

В рамках государственной программы поддержки университетов «Приоритет 2030» был разработан стратегический технологический проект «Межсредные робототехнические системы», где морская робототехническая триада стала ключевым элементом – прототипом флота будущего.

А.С. ГУБАНКОВ на конференции «Аквароботех – 2025»

Для флота будущего и не только

Практическая значимость проекта многогранна. Во-первых, это модель флота будущего, где морские средства будут нести на борту различные комбинации беспилотных аппаратов. Например: один надводный носитель и беспилотный летательный аппарат для связи; флотилия надводных средств плюс единый БПЛА; один носитель и группа подводных аппаратов.

Во-вторых, работающая триада станет наглядным образцом для разработки нормативных документов и регламентов, регулирующих использование таких систем. Пример Росавиации показывает: массовое внедрение БПЛА ускоряет создание регламентов. Триада может инициировать подготовку нормативных актов по морским робототехническим системам.

Уже определены конкретные гражданские и военные сценарии применения, вот некоторые из них. Оперативные осмотры судов без захода в док: надводное средство с подводным аппаратом проводит диагностику на рейде, передавая данные на берег.

Поиск биоресурсов: надводный носитель развёртывает средства поиска в заданном районе, беспилотный летательный аппарат передаёт данные о скоплениях рыбы или, к примеру, крабов. Флотилия носителей сможет обследовать обширные акватории, экономя время и топливо рыболовецких судов.

Мониторинг экологической обстановки, охрана акваторий: БПЛА обнаруживает нарушителей, наводит средства противодействия.

Логистика: перевозка мало- и крупногабаритных грузов с экономическим потенциалом на отдельных маршрутах.

Экспедиция на о. Шикотан

Взгляд вперёд

В ближайших планах Антона Сергеевича – защита докторской диссертации. Накоплено достаточно материалов и результатов экспериментов. Но главная задача – дальнейшее развитие самой триады.

«Эта премия – результат работы большого числа людей, – подчёркивает учёный. – Огромная благодарность моему научному руководителю Владимиру Фёдоровичу Филаретову, Александру Валерьевичу Зуеву, Дмитрию Александровичу Юхимцу, коллективу Института автоматики и процессов управления, а также коллегам из Морского государственного университета. Такие сложные работы делаются только слаженной командой».

Академик Ю.Н. КУЛЬЧИН, А.С. ГУБАНКОВ и А.Ю. КОНОПЛИН на вручении дипломов лауреатов премии ДВО РАН. 
24 декабря 2025 года. Фото Александра КУЛИКОВА

Работа Антона Сергеевича Губанкова и его коллег – яркий пример того, как фундаментальные исследования и прикладные разработки в области автоматизации и управления сливаются в единое русло, рождают конкретные, жизненно важные для Дальнего Востока технологии, открывая новые горизонты для морской робототехники. Премия ДВО РАН – не только личное достижение, но и признание потенциала дальневосточной науки в создании технологий будущего. Морская робототехническая триада может стать тем самым «ключом», который откроет двери в новую эру более безопасного, эффективного и технологичного освоения богатств Мирового океана.

Фото предоставил Антон ГУБАНКОВ

Поздравление с 2026 годом

 

Дорогие друзья и читатели!

От всего сердца поздравляю вас с наступающим Новым годом!

Этот год был насыщен научными открытиями и сведениями о Дальнем Востоке – и во многом благодаря вашему вниманию, живым откликам и искреннему интересу к темам, которые мы вместе изучали. Каждое ваше сообщение, вопрос или комментарий вдохновляли меня на новые публикации и поиски самых интересных сюжетов.

Пусть наступающий год принесёт вам:

·     яркие открытия – как в науке, так и в повседневной жизни;

·     энергию для воплощения самых смелых замыслов;

·     радость от каждого нового дня и удовольствие от познания мира;

·     тёплые встречи и надёжных друзей, разделяющих ваши интересы;

·     здоровье, благополучие и безграничный оптимизм.

Желаю, чтобы в новом году вас окружали люди, с которыми хочется обсуждать великое и удивительное, а каждое прочтение новой статьи приносили настоящее удовольствие. Пусть любопытство никогда не угасает, а мир продолжает удивлять вас своими тайнами и новыми открытиями!

Спасибо, что вы со мной. Вместе мы делаем науку ближе и понятнее – и это по-настоящему ценно.

С наилучшими пожеланиями,

Анастасия Куликова

Фото Александра Куликова