Осваиваем Арктику

Сегодня в нашем материале о том, как студенты и сотрудники ТулГУ готовили вездеходы к экспедиции центра «Арктика» Русского географического общества, психологи ЧелГУ изучали культуру и традиции коренных народов Севера, а аспирант СПбГАСУ разработал сваи для вечномерзлых грунтов Арктики. 

Вездеходы для Арктики

Студенты и сотрудники Тульского государственного университета помогли Тульскому областному отделению «Русского географического общества» с подготовкой к экспедиции по Арктике. Участники посетили памятные места в устье реки Лены, связанные с экспедициями XVIII-XIX веков, уточнили координаты их стоянок и отработали приемы движения с использованием вездеходов и лыжно-саночного оборудования. 

В течение трех месяцев на кафедре «Автомобили и автомобильное хозяйство» ТулГУ преподаватели и студенты готовили вездеходы к дальнему и непростому переходу по Арктике – провели детальное обследование и необходимый ремонт. «Работа объемная и сложная, – рассказывает заведующий кафедрой АиАХ Игорь Агуреев. – Были полностью отремонтированы подвески, обслужены двигатели внутреннего сгорания, установлены новые тенты и светотехника, покрашены кузова, выполнен ремонт электрической системы. На сами вездеходы и на прицепы мы установили колеса с шинами низкого давления, предназначенными для полярных экспедиций». 

В качестве пилотов вездеходов, а также специалистов по техническому обслуживанию машин во время путешествия выступили преподаватели ТулГУ. Возглавил экспедицию «Путями первопроходцев» президент центра «Арктика», заслуженный путешественник России Владимир Чуков. «Погодные условия были весьма изменчивыми. Ясные, морозные, ветреные, пасмурные дни сменяли друг друга. В середине апреля, когда в Центральной России уже тепло, на 73-й параллели ночью было -30°C. Но техника работала исправно – вездеходы заводились и ехали, а специалисты выполняли поставленные перед экспедицией задачи», – добавил Агуреев.  

Путешественники рассказали, что климатические изменения стали заметны и за Полярным кругом: долина реки Хара-Улах, по которой предстояло идти на запад до перевала и к руслу реки Лены, оказалась почти бесснежной. Движение снегоходов стало невозможным, поэтому членам экспедиции пришлось развернуться на север и искать другие пути достижения северо-восточной оконечности дельты Лены. 

Второй этап прошел до протоки Синицына, откуда был проложен путь за 73-ю параллель – к месту высадки экспедиции американского мореплавателя Де Лонга. Перед достижением протоки Синицына группа проследовала мимо кладбища кораблей: это пароходы начала 20-го века, которые остались напоминанием о легендах Севера.

15 апреля 2019 года путешественники достигли самой северной точки маршрута — места высадки экспедиции Де Лонга в 1881 году. Ночь с 15 на 16 апреля выдалась самой холодной – отметка термометра опустилась до −30°C. Но вездеходы завелись надежно, а по пути – на заброшенной метеостанции – путешественники обнаружили цистерну с арктической соляркой. Своего топлива, которое взяли из Тикси, могло и не хватить. Торосы, туманы и метели потрепали технику и сократили запасы.

В обратном направлении шли несколько дней. Всего пробег составил более 1 000 км. Навигационное оборудование помогло находить маршрут движения и не затеряться среди островов. 20 апреля достигли уже знакомой стоянки на протоке Синицына. Здесь была дневка, во время которой в процессе мастер-класса тульские лыжники возвели снежное жилище эскимосов «иглу». 

В настоящее время центр «Арктика» готовит новую экспедицию, которая запланирована на 2021 год. 

Тульский государственный университет заключил соглашение с Тульским областным отделением «Русского географического общества» в 2018 году в рамках реализации Программы развития опорного вуза. Сотрудничество в подготовке и участие в экспедиции центра «Арктика» РГО стало первым большим результатом совместной деятельности. 

Психология коренных народов Севера 

В августе 2020 года ученые посетили два поселка – Эссо и Анавгай – для сбора материала о коренных жителях Камчатки. Для этого они опросили более 30 представителей эвенов и коряков. В составе научной группы были доцент кафедры специальной и клинической психологии института образования и практической психологии Челябинского государственного университета Екатерина Забелина и преподаватель Высшей школы экономики Александра Телицына. 

Вопросы интервью и анкетирования были направлены на выявление особенностей экономического сознания и поведения этих народов: отношение к финансовым структурам, к сбережениям и инвестициям, к наемной работе, а также на оценку уровня экономического благополучия. «Среди позитивных моментов можно отметить, что коренные жители Камчатки активно занимаются предпринимательством, в том числе в туристическом бизнесе, – рассказала Екатерина Забелина. – Также они участвуют в программах по получению субсидий и грантов». 

Психологи отметили, что проблем в общении с коренным населением Камчатки у них не возникало: все они открыто отвечали на вопросы и с удовольствием сотрудничали. А в организации исследований и поиске респондентов помогло правительство Камчатского края. Сейчас научная группа обрабатывает опросники и готовит к изданию статьи, чтобы представить выводы и свое видение решения проблем научному сообществу и руководству Камчатского региона. 

Изучение экономического поведения коренных малочисленных народов  проходит в рамках гранта Российского фонда фундаментальных исследований, полученного в 2019 году. Научный коллектив возглавила заведующая кафедрой общей и профессиональной педагогики института образования и практической психологии ЧелГУ Светлана Курносова. В состав группы вошли представители Санкт-Петербургского государственного университета, Высшей школы экономики, Сибирского федерального университета, Научного центра изучения Арктики. К работе подключилась магистрантка ЧелГУ Ксения Щукина, которая защитила диплом в этом году.

Свои исследования ученые проводят во время многочисленных экспедиций. Анкетирование местных жителей также прошло в Ненецком и Ямало-Ненецком автономных округах, Архангельской области, на полуострове Таймыр. Ученые общались с долганами, ненцами, эскимосами, хантами, коряками.

«Основой экономической деятельности для коренного народа Ямала является кочевое оленеводство, а для этого нужны пастбища, которые все больше сокращаются из-за создания предприятий топливно-энергетического комплекса, – озвучила некоторые выводы Светлана Курносова. – При этом дети из семей коренных народов не готовы заниматься другой деятельностью, у них низкие успехи в учебе, им сложно социализироваться. Эти проблемы признаются на мировом уровне. На основании проведенного анкетирования очевидно, что необходимо менять систему образования в этих регионах, чтобы дети могли лучше усваивать программу, понимали, какие возможности для них есть в поселках, городах, какие профессии доступны».

Представителей коренных народов Севера больше всего интересуют профессии в сфере человек-природа. Например, они становятся хорошими зоотехниками, востребованы в качестве наблюдателей для научных исследований. Множество экспертов привлекаются, чтобы следить за динамикой изменения тундры, ее биоразнообразием. Ученые отмечают, что этим могут заниматься и коренные жители Ямала, но проблема в том, что в местных колледжах нет нужных профилей подготовки. Еще одна важная проблема, которую удалось выявить, – низкая финансовая грамотность. Для этих людей деньги не являются стабильной значимой ценностью, главный капитал – это олени, в то время как пастбищ становится все меньше.

Результаты своих исследований ученые публикуют в научных журналах, докладывают на международных конференциях, доносят до правительств регионов, где проживают коренные народы Севера. 

Сваи для вечномерзлых грунтов Арктики 

Аспирант Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета Андрей Бояринцев изучает проблемы использования композитных свай в условиях петербургских грунтов и Арктики. Особенности вечномерзлых арктических грунтов молодой ученый знает не понаслышке: еще будучи магистрантом, он полгода провел в небольшом поселке Тарко-Сале в 150 километрах от Нового Уренгоя. Андрей работал в производственно-техническом отделе на строительстве газопровода и нефтеперерабатывающего завода. Объект насчитывал более двух тысяч свай различных технологий изготовления, и магистрант мог наблюдать за преимуществами и недостатками каждой из них. 

Вернувшись в Санкт-Петербург, Андрей Бояринцев выбрал темой своей магистерской диссертации применение композитных свай в сезонно промерзающих и вечномерзлых грунтах. «В Новом Уренгое я обратил внимание на некоторые недостатки существующих технологий изготовления свай в многолетнемерзлых грунтах. Часть ошибок, допускаемых строителями ввиду сложности технологий, способствует увеличению сил морозного пучения грунта. Это явление, известное более 100 лет, составляет главную опасность для легких сооружений, – говорит Андрей Бояринцев. – В некоторых регионах глубина промерзания грунтов составляет до 4 метров. Грунт может подниматься на полметра, это значительные выдергивающие усилия, направленные на фундамент, которые дополняются ветровой нагрузкой. Сделать работу фундаментов против пучения эффективной – актуальная задача».   

Индустрия композитов подошла к такому витку развития, когда композитные сваи можно производить в промышленных масштабах. Вместе с группой магистрантов Андрей проводит исследования в нескольких направлениях: взаимодействие композитных свай с талыми, сезонно промерзающими и вечномерзлыми грунтами, изучение влияния свай на температурный режим. Температура грунтового массива значительно отличается от температуры атмосферы, которая в Арктике достигает минус 60 градусов. Свая, погруженная в грунт, влияет на распределение температуры, это, в свою очередь, отражается на распределении механических свойств грунтов. Показатели теплопроводности у стали и композита отличаются в сто раз. Разница влияет на распределение температур и на формирование напряженно деформируемого состояния грунта вокруг сваи. 

Сейчас Андрей Бояринцев решает стоящие перед ним задачи при помощи конечно-элементных программ, после чего проверит математические расчеты в криокамере. Предполагается, что накопленный объем знаний будет сведен в общую методику расчета, по которой, в свою очередь, проведут проверочные расчеты, а результаты проверят в ходе натурного эксперимента. Композитную сваю погрузят в сезонно промерзающие (Санкт-Петербург) и вечномерзлые грунты (Арктика). Это поможет контролировать множество параметров, в числе которых механические и теплофизические взаимодействия сваи с окружающими грунтами.

Исследования ведутся совместно с учеными кафедры железобетонных конструкций и кафедры металлических и деревянных конструкций СПбГАСУ. Уже получен патент, предлагающий способ повышения несущей способности свай. Поданы еще две заявки на патентование самой композитной сваи и на определение сил пучения. У исследователей появилась возможность более точно проводить лабораторные и полевые испытания грунтов. В октябре 2020 года в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете на базе лаборатории кафедры геотехники открылся Центр испытания грунтов. Некоторые приборы Центра уникальны и позволяют определить физико-механические свойства грунтов, вычислить другие их характеристики и спрогнозировать, как поведет себя грунт в тех или иных климатических условиях.