Подводные роботы, цифровые двойники и водородные ледоколы — Институт статистических исследований и экономики знаний (ИСИЭЗ) Высшей школы экономики составил рейтинг приоритетных технологий, необходимых для бережного и ответственного освоения Арктического региона. Работа велась с помощью системы анализа больших данных iFORA.
Специалисты проанализировали массив из более 144 тысяч англоязычных источников за 2021–2025 годы по тематике Арктики. В ходе работы также использовались актуальные публикации ведущих экспертно-аналитических центров (think tanks). В результате было выделено 15 технологий, формирующих целостную экосистему.
Ученые считают, что сегодня основой для непрерывного исследования труднодоступных районов Арктики и Северного Ледовитого океана становятся роботизированные системы: первую строчку рейтинга заняли автономные необитаемые подводные аппараты. Они могут в течение нескольких месяцев перемещаться под паковым льдом (толщиной не менее трех метров), самостоятельно менять маршруты и собирать данные о температуре и солености вод.
Наблюдать за тысячами квадратных километров акваторий помогут рои подводных планеров (№ 5 в рейтинге), а на льду и в толще воды будут эффективны автономные буйковые станции (№ 10). Проводить мониторинг биоразнообразия и инвентаризацию морских организмов, анализировать следы их ДНК в пробах из окружающей среды позволят миниатюрные биосенсоры нового поколения и устройства для отбора проб экологической ДНК (№ 4).
Седьмое место в рейтинге заняли прокладываемые по дну океана трансарктические волоконно-оптические кабели, которые отвечают за передачу собранных данных. Они интегрированы с подводными SMART-кабелями (№ 12) с сенсорами для мониторинга океана.
На втором месте — технология распределенного акустического зондирования. Это своеобразный «микрофон», который считывает источники подводного шума, движение льдин и даже перемещение морских млекопитающих. Робототехнические устройства (№ 14) для подледного монтажа умеют самостоятельно обследовать трассы, укладывать кабель и ремонтировать коммуникации подо льдом.
Объединяет информацию от всех элементов наблюдательной сети цифровой двойник Арктики (№ 11). В том числе он прогнозирует динамику таяния ледников и оценивает последствия добычи ресурсов. На 13-м месте — ИИ-системы для предиктивного анализа, которые способны моделировать образование трещин и сжатие ледниковых полей, заранее выявлять районы сильного шторма или повышенной активности судов.
По прогнозам экспертов, к 2100 году из-за общих выбросов и углеродного следа может растаять до 70% приповерхностной арктической вечной мерзлоты. Водородные и аммиачные двигатели для ледоколов (№ 6) могут значительно снизить углеродоемкость судов за счет перехода на альтернативные виды энергии. В этом случае важным кандидатом на роль чистого топлива для крупнотоннажных ледоколов может стать аммиак, богатый водородом.
Благодаря применению технологии улавливания и хранения углерода (№ 3) возможен переход от серого водорода, получаемого из метана, к голубому. Чтобы обеспечить развертывание инфраструктуры, включающей компактные металлогидридные накопители, заправочные станции и долгосрочные хранилища для сезонного аккумулирования энергии, создаются криогенные системы хранения сжиженного водорода (№ 8).
На девятом месте — биотехнологии на основе холодолюбивых микроорганизмов. Их ферменты могут стать основой для новых промышленных процессов в пищевой и фармацевтической отраслях.
Так как повсеместное таяние ледников дестабилизирует ландшафты и инфраструктуру, умные инженерные фундаменты для зданий в вечной мерзлоте (№ 15) могут в режиме реального времени отслеживать просадку грунта и компенсировать изменения.
В исследовании говорится, что Арктика играет фундаментальную роль в климатической системе Земли, обладает огромными запасами природных ископаемых и уникальным биологическим разнообразием. При этом Заполярье нагревается вчетверо быстрее планетарной нормы, а рост экономической активности создает дополнительную углеродную нагрузку на хрупкий баланс региона. Поэтому комплекс сквозных технологий может заложить основу климатически нейтральной модели присутствия в Арктике.
«Переход к альтернативной энергетике способен замедлить темпы глобального потепления в Арктической зоне; биотехнологии на основе криофильных организмов и умные фундаменты станут своевременным ответом на вызовы пробуждающейся древней биосферы и деградирующей мерзлоты; автономный мониторинг и подводные телекоммуникации создают основу для непрерывного сбора данных и долгосрочного прогнозирования природных и техногенных рисков. Разработка такой новой модели присутствия в Арктике актуальна в контексте подготовки к Международному полярному году (2032–2033) — масштабной глобальной инициативы по изучению изменений климата, экосистем, социально-экономической сферы полярных регионов, включая Арктику и Антарктику», — отмечают ученые ВШЭ.
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Молодежь и дети»).
