Российские ученые-метрологи уже не занимаются взвешиванием гирь, а создают технологии связи, навигации и управления будущего, с которыми можно будет точно предсказать извержение вулкана и управлять беспилотным транспортом в городе. Руководитель Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) Алексей Абрамов рассказал РИА Новости о том, каким станет ГЛОНАСС, возрождении приборостроения, российских оптических часах, которые могут стать точнейшими в мире, и о том, когда граждан освободят от поверки водных счетчиков. Беседовал специальный корреспондент Игорь Ермаченков.
— Алексей Владимирович, метрология — это не только точность градусника или счетчика воды, это в первую очередь технологии завтрашнего дня, над которыми, как я знаю, работает Росстандарт. Над чем идет работа сегодня?
— Метрология — вещь очень многогранная, и то, что вы к ней относитесь с такой технологичной точки зрения, на мой взгляд, очень важно. Она вмещает в себя все, начиная от покупки товара в магазине и заканчивая сигналами точного времени и точностью позиционирования через спутниковую навигацию. Единое время в стране и в мире, навигация в телефоне, недолив бензина в бак автомобиля — вопросы к метрологам: ученым, практикам, инспекторам с надзорными функциями на рынке. Это наука измерительного перфекционизма, я бы так сказал.
Все знают, что приборы учета должны пройти поверку, и от ее результатов зависит правильность измерений градусника, счетчика воды в квартире, алкотестера. Камеры фото- и видеофиксации, измеряющие скорость или определяющие местоположение автомобиля, должны быть испытаны метрологами и внесены в специальный — федеральный информационный — фонд обеспечения единства измерений. Иначе — судебные иски. То есть если оборудование поверено или откалибровано, это означает: его точность подтверждена метрологами. Принципиальное значение точность имеет в промышленности, иначе с конвейера не сойдет ни одно изделие, тем более высокотехнологичное. А в метрологических институтах сегодня ведутся разработки настолько серьезного уровня, что понимаешь: будущее уже здесь и сейчас.
— Что делается вами для улучшения навигации, в частности, ГЛОНАССа?
— Метрологи Росстандарта вместе с Роскосмосом активно участвуют в развитии системы ГЛОНАСС. Завершенный в 2016 году блок работ обеспечил возможность повышения точности позиционирования для потребителя ГЛОНАСС с использованием технических средств Росстандарта до 30%. В принципе, система уже сегодня может использоваться для рассмотрения обстоятельств ДТП, страховых случаев на дорогах.
Нам критически важно обеспечить точные измерения единицы времени и частоты. Это самым непосредственным образом влияет на точность позиционирования. Вот сейчас мы достигли, скажем так, метрового диапазона: при благоприятных условиях мы можем определять место нахождения того или иного объекта с точностью до 3-5 метров. В дальнейшем мы должны дойти до нескольких сантиметров. К этой цели мы идем планомерно и достаточно быстро.
— Есть ли понимание, какой будет навигация через полвека?
— Есть некоторые вещи, которые кому-то могут казаться даже невозможными. На наш взгляд, перспективно прорабатывать все, что связано с гравитационными полями и их использованием в целях повышения позиционирования. В дальнейшем это позволит, по сути, обеспечить переход к беспилотному транспорту — мы уже стоим на пороге новой эры управления транспортными потоками, транспортными системами и конкретным транспортным средством без участия человека.
Есть ряд специальных областей, для которых эта глобальная система также может использоваться. Об этом подробно мы не можем говорить здесь, но это тоже открывает определенные возможности.
— Вы упомянули, что работаете с гравитационными полями, определяя технологии будущего. Расскажите, пожалуйста, чего могут достичь ученые?
— Эту тему мы разрабатываем в связке с развитием спутниковых навигационных систем, в том числе ограничениями, которые есть у системы спутниковой навигации сегодня. К примеру, когда сигнал обязательно должен проходить до спутника без каких-либо препятствий, которые мешают или искажают эти сигналы. В поддержку спутниковой навигации необходимы соответствующие данные, которые опираются на конкретные особенности гравитационного поля.
Гравитационные системы имеют большие перспективы для непрерывного определения местоположения в любых условиях, в том числе в туннелях, под землей, под водой, в условиях искусственных или природных помех.
Организации Росстандарта сегодня уже создают прототипы средств формирования навигационных карт гравитационного поля Земли, первичных гравитационных измерителей наземного, воздушного и космического базирования, средств метрологического обеспечения гравиметрических и гравиградиентометрических измерений. В том числе — испытательных полигонов.
В будущем результаты проводимых работ послужат основой для создания защищенной от помех системы навигации, функционирующей практически в любых условиях. А пока мы считаем, что это дополнительная страховочная система, которая позволяет сохранить данные о позиционировании объекта без сигнала от спутника.
— То есть она будет вместе с ГЛОНАССом работать?
— Как взаимоподдерживающие системы. То есть опираться только на ту или другую, наверное, будет недостаточно надежно, поэтому нам кажется, что эти системы должны поддерживать друг друга. И мы понимаем, что полностью оцифровать все гравитационное поле — это достаточно сложная задача, поэтому, конечно, будем исходить из конкретных потребностей, где это нужно сделать. Например, если мы говорим о тоннеле, соответственно, там эта задача должна быть решена.
— Над какими прорывными новыми эталонами сегодня трудятся российские метрологи?
— Работ много, в том числе над сверхточным определением времени с помощью совсем нового проекта — оптических часов. Сегодня время определяется по цезиевому стандарту, когда считается секунда по переходу между двумя сверхтонкими уровнями атома цезия-133. Погрешность их хода составляет одну секунду за 100 миллионов лет, а их использование в глобальной навигации позволяет определять местоположение объектов с точностью до нескольких метров. Для примера, погрешность хода лучших оптических часов составляет одну секунду уже за несколько миллиардов лет, а точность определения координат в навигации увеличивается до нескольких сантиметров.
Помимо высокой точности и стабильности, оптические часы очень чувствительны к гравитационному полю Земли. Этот факт позволяет предсказывать извержения вулканов по изменению частоты атомного "маятника". А еще — повысить точность определения высоты над уровнем моря при решении задач навигации. Кстати, наряду с высокой точностью определения координат, это позволит сделать шаг вперед на пути создания беспилотных автомобилей, самолетов и морских судов.
В лабораториях национального метрологического института ВНИИФТРИ (Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений — ред.) уже созданы первые в России оптические стандарты частоты на холодных атомах — оптические часы. Характеристики их точности и стабильности на сегодняшний день одни из лучших в мире и уже в самом ближайшем будущем планируется организация сличений оптических стандартов ведущих мировых лабораторий в рамках программ международного сотрудничества.
— А мы станем в этом впереди планеты всей?
— Да, мы сделаем все возможное и невозможное, чтобы быть здесь лидерами. Как нам кажется, у нас это уже получается. Что касается измерений времени, мы собрали достаточно профессиональную команду, которая занимается этим проектом. Это люди с международным именем. В том числе часть молодых ребят и талантливых ученых, которые участвуют в этом проекте, вернулись в Россию из других стран.
См. интервью полностью: https://ria.ru/interview/20170727/1499189460.html
