Технологии на службе Арктики

Технологии играют ключевую роль в развитии и освоении Арктического региона, обеспечивая эффективное управление транспортными потоками и поддержку различных видов деятельности. Для того, чтобы определить технологии, которые будут полезны в данном регионе, необходимо отметить его особенности.

С точки зрения географии на освоение Арктического региона влияют следующие факторы:

• —    наличие природных ресурсов. В Арктике сосредоточены большие запасы

золота, хрома и марганца, платиновых металлов, коренных алмазов, угля и других полезных ископаемых;

• —    суровость климатических условий. Ограничивает возможности расселения

человека и ведения хозяйственной деятельности;

• —     территориальная удаленность от хорошо освоенного пространства. Создаёт

необходимость в строительстве большой сети железных и автомобильных дорог для поддержания высокого уровня добычи полезных ископаемых и снабжения арктических регионов [5].

Освоение Арктики — последовательный и многоэтапный процесс: в разные периоды истории исследователи уточняли очертания берегов, наносили их на карты, проводили гидрографические измерения, наблюдали за ледовой обстановкой.

Рисунок 1 – Вид Арктики со спутника

Источник: Google Earth -

С экономической точки зрения, использование Северного морского пути может значительно сократить время и расходы на доставку товаров из Азии в Европейскую часть материка. Это может привести к созданию новых торговых маршрутов, увеличению товарооборота и стимулированию экономического роста в регионе. Кроме того, развитие этого пути может также способствовать развитию туризма и рыболовства в арктической зоне. Основные задачи, которые ставит Правительство РФ при обсуждении вопросов развития Северного морского пути заключаются в обеспечении надежной и безопасной транспортировки грузов для жителей Крайнего Севера и создании условий для реализации инвестиционных проектов в Арктической зоне страны, увеличение провозной способности – до 100 млн тонн к 2026 году и до 200 млн тонн – к 2030 году, сокращение времени доставки грузов в сравнении с Суэцким каналом [6].

Исходя из вышесказанного, можно определить основные направления технологий, которые способствуют развитию Арктики:

Энергетика и добыча полезных ископаемых:

• -    нефтегазовые технологии: Арктика богата нефтью и газом, но их добыча требует специализированного оборудования, которое может работать в экстремальных условиях. Современные буровые платформы, оснащенные системами мониторинга и удаленного

управления, позволяют проводить разведку и добычу ресурсов в труднодоступных местах [5];

• -    экологически безопасные технологии: большое внимание уделяется разработке решений, которые минимизируют воздействие на окружающую среду, таких как системы улавливания углерода, передовые технологии очистки воды и безопасного хранения отходов.

Транспорт и логистика:

• -    ледоколы нового поколения: с развитием Северного морского пути растет спрос на ледокольный флот. Ледоколы, использующие ядерную или гибридную энергию, обеспечивают круглогодичную навигацию, что важно для транспортировки грузов между Европой и Азией;

• -    автономные и беспилотные суда: технологии беспилотного управления становятся актуальными для арктических судов, снижая риски для экипажей и повышая безопасность.

Метеорология и климатические технологии:

• -    спутниковое наблюдение и прогнозирование: современные спутники отслеживают ледяные покровы, морские течения, состояние атмосферы и другие параметры, что помогает прогнозировать изменения климата и предотвращать природные катастрофы;

• -    автоматические метеостанции и датчики: установка автономных метеостанций позволяет собирать данные о погоде и ледовой обстановке в реальном времени, что критично для безопасности морских перевозок и авиации.

Связь и коммуникации:

• -    спутниковая связь: для работы в удаленных районах Арктики важно обеспечить стабильную связь. Развитие спутниковых технологий, таких как низкоорбитальные спутниковые системы (например, Starlink), позволяет улучшить коммуникационные возможности в регионе;

• -    подводные кабели: планируется прокладка подводных оптоволоконных кабелей через арктические воды для улучшения интернета и связи между континентами.

Охрана окружающей среды и экология:

• -    технологии мониторинга биоразнообразия: для защиты экосистем Арктики применяются системы наблюдения за состоянием морских обитателей, а также сенсоры для мониторинга качества воды и воздуха;

• -    решения для переработки отходов: арктические исследовательские базы и промышленные объекты используют передовые системы переработки и утилизации отходов, чтобы свести к минимуму экологический след.

Безопасность и оборона:

• -    дроны и роботы: использование дронов и робототехники для патрулирования границ, наблюдения за состоянием ледовых покровов и проведения поисковоспасательных операций становится все более распространенным;

• -    радиолокационные системы и спутниковое слежение: для обеспечения безопасности мореплавания и национальных границ используются современные системы радиолокации и спутникового наблюдения.

Исследования и наука:

• -    морские и ледовые станции: современные научные станции оснащены новейшими технологиями для проведения исследований климата, океанографии и экологии Арктики;

• -    биотехнологии: в Арктике разрабатываются уникальные биотехнологии для исследования адаптации организмов к экстремальным условиям, что может иметь прикладное значение в медицине и фармакологии.

Технологическое развитие Арктики способствует не только экономическому росту, но и помогает лучше понимать влияние климатических изменений на регион и разрабатывать стратегии для их смягчения. Приведем уже имеющийся опыт положительного воздействия технологий из различных направлений.

Среди основных технологий, применяемых в Арктике, выделяются системы спутниковой навигации, такие как ГЛОНАСС и GPS, которые значительно повышают точность навигации и управления транспортными средствами. Применение системы ГЛОНАСС в Арктике является стратегически важным для России, поскольку этот регион обладает огромным экономическим, экологическим и геополитическим значением. Экстремальные погодные условия, отсутствие развитой инфраструктуры и труднодоступные территории требуют высокоточных навигационных систем, таких как ГЛОНАСС, для обеспечения безопасности и эффективности операций. Обозначим ключевые направления использования ГЛОНАСС в Арктике [9].

ГЛОНАСС активно используется для безопасного прохождения судов через Северный морской путь, который становится все более популярным благодаря изменению климата и таянию льдов. Точные навигационные данные позволяют судам избегать ледяных полей, выбирать оптимальные маршруты и минимизировать риск аварий., сопровождающие суда через арктические воды, оснащаются системами ГЛОНАСС, что помогает координировать их действия и оперативно реагировать на изменения ледовой обстановки (рисунок 2) [9].

Рисунок 2 – Принцип работы системы ГЛОНАСС

В Арктике находятся значительные запасы нефти и газа. Для управления буровыми платформами, как на суше, так и на море, требуется высокая точность навигации и позиционирования. ГЛОНАСС обеспечивает мониторинг перемещения техники и судов, а также помогает планировать и осуществлять работы по добыче ресурсов. ГЛОНАСС используется для определения точных координат геологоразведочных объектов, что важно для эффективного поиска и разработки новых месторождений полезных ископаемых. ГЛОНАСС используется для управления беспилотными летательными аппаратами (дронами), которые выполняют мониторинг состояния льдов, проводят экологические исследования и осуществляют поисково-спасательные операции [9].

В арктическом регионе часто происходят аварии и ЧП из-за сложных погодных условий. Система ГЛОНАСС позволяет точно отслеживать местоположение транспортных средств, кораблей и людей, что существенно ускоряет проведение спасательных операций. Навигационные устройства на базе ГЛОНАСС используются как на наземных, так и на воздушных и морских спасательных платформах. Система ГЛОНАСС помогает отслеживать движение ледяных полей и определять изменения в ледовом покрове. Это важно для планирования морских перевозок [9].

Эти системы позволяют оптимизировать маршруты, учитывая погодные условия и ледовую обстановку, что критически важно для безопасного и эффективного судоходства по Северному морскому пути.

Технологии, которые используются в Арктике, помогают в разных сферах, определим некоторые из них.

Автоматизация в добывающей промышленности. Компании стараются максимально повысить степень автоматизации своих разработок, поскольку работа ведётся в экстремальных условиях. Например, буровая установка Transocean Enabler почти не оставляет следов пребывания человека.

Подводный роботизированный комплекс «Айсберг». Комашинский В.И., Поленин В.И., Бобрышев С.В., Михалев О.А. проводили исследование касательно этого комплекса. По данным создателей, это полноценный подводный город, который включает буровую установку, различные комплексы жизнеобеспечения, монтажный и сервисный отделы. Подводный роботизированный комплекс «Айсберг» представляет собой амбициозный проект, разработанный АО «ЦКБ МТ «Рубин» при поддержке Фонда перспективных исследований (ФПИ)². Этот проект направлен на обеспечение полностью подводного (подледного) освоения месторождений углеводородов в зонах с круглогодичным ледовым покровом. Срок службы комплекса составляет 30 лет, а время непрерывной работы без обслуживания достигает 8000 часов. Подводный транспортно-монтажный и сервисный комплекс, представляющий собой гражданскую подводную лодку катамаранного исполнения. Полное подводное водоизмещение составляет около 17 тыс. тонн, глубина погружения - до 400 метров, автономность - до 90 суток, экипаж - около 40 человек [7].

Подводное судно сейсморазведки, способное выполнять функции мониторинга подводной среды. Оно оснащено специальной сейсморегистрирующей площадкой, к которой прикреплены сейсмокосы, а также предусмотрена возможность выпуска протяженной буксируемой сейсмокосы. Авторы делают вывод – «Каждый из этих комплексов может функционировать самостоятельно, что делает проект «Айсберг» гибким и адаптируемым к различным условиям эксплуатации». Разработка и изготовление крупных элементов бурового и энергетического комплекса осуществляются предприятиями ГК «Росатом», такими как АО «ОКБМ Африкантов»³. Проект «Айсберг» является важным шагом в освоении Арктики и обеспечении экономической безопасности России, поскольку Арктика содержит значительные запасы углеводородов, освоение которых может существенно повлиять на энергетическую независимость страны ².

Искусственный интеллект. Например, «Газпром нефть» использует ИИ для управления логистикой. Технология получила название «Капкан» и позволяет просчитывать оптимальные маршруты движения танкеров, учитывая ледовую обстановку и погодные условия на территории².

Канатный аэромост в Анадыре. Компания планирует построить канатную дорогу над Анадырским лиманом, чтобы улучшить транспортную доступность разных районов города.

НТИ «Искусственный интеллект» разработали беспилотники для разведки льда, компания SkyStream — спасательный беспилотник для разведки обстановки и спасения утопающих [4].

Альтернативные источники энергии. Ведётся работа над использованием ветра и солнца. Например, полевую базу «Бухта Тихая» удалось полностью обеспечить энергией на весь сезон за счёт размещения 36 солнечных панелей⁴.

Системы сотовой и спутниковой связи, включая низкоорбитальные системы типа «Гонец», обеспечивают надежную связь в условиях низкой плотности населения и ограниченного покрытия традиционными каналами связи. Это позволяет поддерживать оперативный обмен информацией между различными участниками транспортного процесса, а также обеспечивать безопасность и координацию действий в случае чрезвычайных ситуаций [3].

Мобильная связь развивается в населённых пунктах благодаря развертыванию базовых станций и оптоволоконных линий, прокладываемых в северных регионах. Например, российские операторы, такие как «МТС» и «Мегафон», активно инвестируют в установку базовых станций четвертого поколения (4G) в крупных арктических поселениях и ключевых точках вдоль транспортных маршрутов. Эти сети позволяют обеспечивать интернет-доступ и связь даже в удалённых местах (рисунок 3).

Рисунок 3 – Карта покрытия мобильной связи арктической зоны

Источник:

В перспективе, Россия планирует развивать системы 5G в арктических зонах, что позволит значительно улучшить скорость и качество связи, особенно для нужд арктической логистики, судоходства и добывающих отраслей.

Применение международных стандартов электронного обмена данными, таких как модель данных Всемирной таможенной организации и стандарт ISO 28005, способствует внедрению механизма «единого окна» и отмене бумажного документооборота. Это упрощает процедуры оформления судозаходов и декларирования грузов, сокращая непроизводительные простои судов и повышая экономическую эффективность перевозок по Северному морскому пути ¹.

ISO 28005 является международным стандартом, разработанным для обеспечения безопасности и охраны труда в сфере морских и портовых операций. Этот стандарт охватывает широкий спектр аспектов, включая управление рисками, обучение персонала, процедуры реагирования на чрезвычайные ситуации и многое другое. Применение стандарта ISO 28005 в контексте Арктики приобретает особую актуальность из-за уникальных условий региона, таких как экстремально низкие температуры, ограниченная видимость, сложные ледовые условия и удаленность от основных баз поддержки. Эти факторы делают необходимым разработку и внедрение специальных мер безопасности и охраны труда, которые бы учитывали специфику работы в Арктике.

Основные аспекты применения стандарта ISO 28005 в Арктике включают:

• —    управление рисками. Идентификация и оценка потенциальных рисков, связанных с работой в Арктике, включая риски, связанные с изменением климата, экстремальными погодными условиями и удаленностью от баз поддержки;

• —    обучение и подготовка персонала: разработка специализированных программ обучения и тренингов для персонала, работающего в Арктике, с учетом специфических навыков и знаний, необходимых для безопасной работы в экстремальных условиях;

• —    процедуры реагирования на чрезвычайные ситуации: разработка четких и эффективных процедур реагирования на чрезвычайные ситуации, включая аварии, связанные с разливами нефти, пожары, медицинские чрезвычайные ситуации и другие потенциальные угрозы;

• —    использование современных технологий и оборудования: внедрение современных технологий и оборудования, таких как системы спутниковой навигации, связь и мониторинг, для улучшения безопасности и эффективности работы в Арктике;

• —    сотрудничество и координация: укрепление сотрудничества и координации между различными заинтересованными сторонами, включая государственные органы, частные компании и международные организации, для обеспечения безопасности и охраны труда в Арктике.

Применение стандарта ISO 28005 в Арктике способствует повышению уровня безопасности и охраны труда, снижению рисков и обеспечению устойчивого развития региона ¹.

Таким образом, современные навигационные и информационные технологии играют решающую роль в обеспечении эффективного функционирования транспортного комплекса в Арктическом регионе, способствуя реализации его транспортного транзитного потенциала, обеспечению безопасности перевозок и эффективному управлению мультимодальным перевозочным процессом.