Космический Физтех

Сергей Негодяев: В 1978 году, когда я мечтал поступить на Физтех, была эра максимального развития космических успехов нашей страны. Все прекрасно помнили Гагарина и Королёва, интенсивно развивались программы «Союз–Аполлон» и «Буран». Поскольку решались очень сложные технические задачи, требовался сплав фундаментального и прикладного образования для создания современной техники. Физтех этим задачам удовлетворял.
Базовыми кафедрами, которые сотрудничали с МФТИ и факультетом аэрофизики и космических исследований, до сих пор являются главнейшие предприятия космической отрасли России: Центр им. Келдыша, который раньше назывался Институтом тепловых проблем, РКК «Энергия», ЦНИИмаш, предприятие «Комета».
Все мальчишки, которые мечтали стать космонавтами, поступали на наш факультет, чтобы получить фундаментальное образование в МФТИ. Мы считаем, что, несмотря на все флуктуации общественного сознания, экономики, потребность в кадрах высшей квалификации, связанных с работой в области космоса, сохраняется. Несколько лет назад мы начали инициативно заниматься космическими исследования прямо в кампусе МФТИ, и то, что начинали как инициативу, превратилось в несколько лабораторий, которые имеют постоянный приток заказов от космической отрасли для решения научных, прикладных и фундаментальных вопросов. Например, Юрий Борисов работает в лаборатории ЭЛФОКС над созданием оптического прибора для гиперспектральных методов дистанционного зондирования Земли, а Иван Завьялов руководил экспериментально-теоретическим обоснованием вопросов теплового охлаждения в одном из крупнейших амбициозных проектов космической направленности по заказу Центра им. Келдыша.

Иван Завьялов: Это очень крупный проект, который идет до сих пор, по созданию ядерной энергодвигательной установки на орбите. Цель — создать космический корабль, в котором энергия будет получаться не от солнечных батарей, а от ядерного реактора. По идее, он будет гораздо более долговечным, потому что солнечные батареи со временем выходят из строя, и в нем будет намного больше энергии — 2 мВт мощности. Сейчас мощность на космическом корабле может быть 10, 15, 30 кВт.
Такая энергетическая система сразу ставит задачу, куда это тепло девать после совершения полезной работы. Все в технической термодинамике работает с конечным КПД, и оценки по массам сразу показывают, что у корабля с ЯЭДУ полумегаваттного класса половина массы — панели тепловых излучателей.
У наших заказчиков появилась идея отказаться от панелей совсем. Берем теплоноситель, как из душа, выплескиваем его наружу, он летит капельками в открытом космосе и в конце полета собирается снова в охладительный тракт. Лететь должен далеко — примерно 20 м — и медленно, чтобы охладиться за счет излучения как можно сильнее. Но возникает проблема. В открытом космосе все капельки заряжаются электрически под действием излучения разной природы и начинают разлетаться, поэтому капельный поток будет расширяться. Я руководил проектом по созданию программного комплекса, который обсчитывает до 108 частиц с попарным дальним взаимодействием, и сделал лабораторный эксперимент по моделированию движения заряженных капельных потоков на Земле: проверил программу в сравнении с численным моделированием и предложил методы борьбы с этим разлетом. Выяснили: можно бороться с разлетом частиц, можно определить, как полетит капельный поток. Сейчас в Центре Келдыша делается уже крупный стенд в натуральную величину — 20-метровая установка, где под вакуумом должны будут исследовать эту ситуацию по-настоящему.

Герман Щелик: Я считаю, что образование прежде всего должно быть современным, отвечающим текущим запросам отрасли. Время идет, задачи, методы меняются. И наш образовательный процесс должен быть адаптирован к новым реалиям. Если раньше очень многое опиралось на физику и математику, то в настоящее время принципиальной частью каждой программы становится информатика. Это вычислительные системы, методы матмоделирования, цифровое проектирование. На многих наших кафедрах и в факультетском цикле, и в базовом появляются курсы, которые готовят специалистов к использованию современных вычислительных ресурсов и методов.
То, что сейчас популярно в других направлениях, прогрессирует и у нас. Новые подходы в программировании, применение нейросетей, машинного обучения, методов работы с большими данными — все это вводится в учебный процесс, в первую очередь, на уровне базовых кафедр.
Второй вектор — усиление важнейшей составляющей образования, инженерной. В этом году открывается программа по технической физике в иностранном бакалавриате — Aerospace engineering. Надеюсь, что осенью следующего года будет запущена русскоязычная программа по этому направлению. Сейчас она находится в разработке.

Иван Завьялов: Действительно, в образовании есть много элементов, которые не меняются от древних греков и древних египтян. Эту фундаментальную часть образования трогать особого смысла нет. Из нее, может быть, надо иногда убирать некоторые элементы и другие добавлять, но в целом единственное, что там надо изменить, — использовать больше электронных ресурсов при образовании. Сейчас видеолекции намного лучше дают вклад в образование студентов, чем мел, доска и традиционный преподаватель.
Кроме изменения самого образования, надо менять менталитет тех, кто это образование получает. Помимо технологий, как давать знания, надо как-то заставить студентов эти знания брать. Если на лекцию студентов можно палками загонять, то на видеолекцию я не знаю, как их агитировать. Для взрослых людей, которые сами делают выбор, что им надо учиться, это, безусловно, лучше, но для вчерашних школьников, которые только-только отселились от родителей, вопрос не такой очевидный.
Вторая проблема: только с фундаментальным образованием в твоей голове тебя никуда не возьмут, никому ты не нужен, потому что все реальные вещи делаются руками при помощи приемов, инструментов, приборов, которые меняются, но, конечно, не раз в шесть лет. Меняются не столько сами методы, сколько задачи. Задачу второй раз решать не надо. Тут нужен опыт работы, и его нужно получать при написании магистерских и бакалаврских работ. Студент должен со своим научруком на переднем крае науки решать настоящую научно-техническую задачу. Однако очень часто на бакалаврские и магистерские дипломы студентам ставят задачу, которая на самом деле не стоит на переднем крае науки и не является важной. Решит ее студент, не решит — неважно. А это уже не то, что увлечет студента и сделает из него Исследователя с большой буквы.

Сергей Негодяев: Мы большая страна с большим населением, которого достаточно, чтобы переживать различные катаклизмы экономического, политического и конъюнктурного характера.
Однако не везде мы как страна технологические основы для нашей независимости сумели в свое время заложить, и сейчас на эти вызовы суверенитету России в космической деятельности приходится парировать срочными действиями. Например, такой ресурс, как электронная компонентная база для бытовых и промышленных сложных систем: процессоры, память. Понимая, что нужно делать более дешевые и производительные микросхемы, мы понимаем и то, что пока зависимы в этом вопросе от поставок из-за рубежа. Микроэлектронная промышленность в принципе должна их выпускать по современным технологиям и начала выпускать, но для следующего технологического уровня в условиях санкций мы должны рассчитывать только на собственные силы, и мы проводим соответствующие НИОКРы в лабораториях МФТИ. Занять свою часть рынка России нужно будет, преодолевая могучее сопротивление не только в области экспорта стали и углеводородов, но и во всех других отраслях, особенно высокотехнологичных, наукоемких. Страны, которые на этом делают бизнес, строят свое благосостояние, естественно, не заинтересованы в том, чтобы у России появились собственные современные технологии. Наши зарубежные оппоненты не понимают, что монополия останавливает их развитие. Не надо монополизировать — надо соревноваться. Я уверен, что виток санкций, которые в области высоких технологий на нас накладываются, приведет к тому, что мы обгоним высокотехнологичных архитекторов современного мира, которые думают, что они нас заставят отказаться от той или иной линии деятельности в области высоких технологий.

Сергей Негодяев: Наука и образование — неисчерпаемый источник вдохновения. Чтобы это хотелось делать, надо учиться думать. Это только кажется, что люди рождаются умными: ими становятся, общаясь с другими умными людьми. Высокая концентрация на Физтехе талантливых преподавателей и студентов является очень важным компонентом нашего образования, одним из факторов лидерства  МФТИ в подготовке научных работников для наукоемких отраслей страны.
Еще один важный тезис: не так много научных учреждений в России и мире занимается исследованием Земли как сложного физического объекта. Это кажется очень далеким от реальных потребностей людей, живущих сегодняшним днем: изменение климата, ледниковые эпохи… В масштабах человеческой цивилизации мы живем очень мало. Все, что мы знаем по исследованиям и геологическим ископаемым, — это 10–20 тыс. лет. 100 тыс. лет — неандертальцы и кроманьонцы. Это одна секунда в истории развития планеты. Но не учитывать возможное влияние планеты Земля как физического объекта на нашу цивилизацию нельзя. Например, до сих пор не решена задача объяснения природы магнитного поля Земли. Я лично знаю три описания, откуда оно берется, но никто не может достоверно сказать, что одно из них верное. Частицы космического излучения убьют все живое на Земле, если исчезнет магнитное поле.
Планету Земля как объект изучения нужно сохранить в образовательном процессе нашего института, несмотря на временное ослабление интереса к этой тематике. Как это сделать, мы пока не знаем. Это вызов перед университетскими педагогами и учеными, и не только Физтеха.
Мы за симбиоз на Физтехе прикладных и фундаментальных наук, за сотрудничество и симбиоз российских учреждений с зарубежными. Задачи современной прикладной и фундаментальной науки сложны, численность населения растет, экологические катастрофы стучатся в дверь, времени настолько мало осталось, что пытаться их решить без объединения ресурсов разных стран невозможно. Тяжелые в экономическом смысле времена пройдут, а умные и образованные выпускники Физтеха останутся умными и инициативными в любой стране. Мы на них на всех очень рассчитываем. На тех, кто остался в России, и на тех, кто уехал в Англию, в Аргентину, в Америку, в Германию… Их там много. Надеемся, что школа отношения к жизни и к своему предназначению, заложенная в наших аудиториях, в общении с потрясающе умными людьми, позволяет им сейчас мыслить точно так же, как в жарких физтеховских дискуссиях, находясь в любой точке Земли. Если они прочитают это интервью, хотелось бы  им передать привет — мы все еще здесь и такие же, как и 20, и 30, и 70 лет назад:

Per aspera ad astra!