Благодаря холодным зимам финны знают, что делать со снегом и льдом. В условиях сегодняшнего арктического бума на финские арктические ноу-хау имеется большой спрос.
Финская зима морозная и темная, но финны научились извлекать из этого максимальную пользу. Все умеют ездить на автомобилях по обледенелым дорогам, но финны могут еще и испытывать автомобили в арктических условиях. В результате фундаментальных исследований при низких температурах были разработаны ноу-хау и инфраструктура для создания квантовых технологий и нанотехнологических решений.
1. Ломка льда в бассейне Aalto
Фото: Адолфо Вера/Aalto University
В столичном районе Хельсинки работает искусственно созданная экосистема для арктических морских технологий с тремя отдельными водными бассейнами для испытаний арктических судов и морских сооружений. Один из них — ледяной бассейн Aalto, который находится в здании Университета Аалто на кафедре машиностроения в Эспоо. Этим объектом пользуются научные сотрудники и другие отраслевые эксперты.
«Ледяной бассейн Aalto был капитально отремонтирован в 2015–2016 годах и является уникальным для Европы по своим размерам, в особенности, по площади. Водный бассейн 40×40 метров оснащен системой охлаждения и оборудованием для создания масштабных моделей морского льда. Этот лед мелкозернистый и генерируется с помощью процесса распыления», — говорит Юкка Тухкури, профессор механики твердых тел из Университета Аалто.
«Испытания проводят на масштабированных моделях кораблей длиной, как правило, 5–6 метров. Широкий бассейн позволяет изучать повороты судов среди льда и разрушение льда при ударе о крупные сооружения, такие как порты и ветроэнергоцентры, закреплённые на морском дне. Можно испытывать арктические морские сооружения путем создания их масштабных моделей и сталкивания их со льдом», — объясняет Тухкури.
Типичными для ледяного бассейна глубиной 2,8 м являются испытания моделей кораблей на сопротивление, движение вперед и маневрирование среди льда, проверка ледовой нагрузки на морские сооружения, а также моделирование природных ледяных образований, таких как торосы.
Профессор Тухкури является членом группы по изучению арктических морских технологий, одной из ведущих в мире научно-исследовательских групп в этой области. Помимо испытаний в ледяном бассейне Aalto они также проводят полевые эксперименты и измерения в Антарктике, в арктических водах, на бортах судов и в различных лабораториях.
2. Арктический полигон для испытаний транспортных средств
Фото: Маркус Пентикяйнен
В Муонио, примерно в 200 километрах к северу от Северного полярного круга, открылся новый полигон для испытаний самоуправляемых транспортных средств в холодном климате. Полигон площадью 5000 квадратных метров называется Lapland Proving Ground («Лапландский испытательный полигон») и открыт для всех производителей автомобилей.
Муонио — один из самых холодных населенных пунктов Финляндии, что делает его идеальным местом для испытаний автомобилей в экстремальных арктических условиях леденящего холода, снега, льда и темноты.
На полигоне имеется 20 километров различных земляных испытательных трасс, до 10 километров ледяных трасс на местном озере, а также большая мастерская и офисное здание. Есть также холодильные камеры с температурой до минус 45 градусов.
В Исследовательском центре Арктики рядом с полигоном имеется помещение для исследований и разработок. Этим оборудованием могут пользоваться научно-исследовательские организации, университеты, продавцы технологий и услуг, занимающиеся испытаниями автомобилей. Лапландский испытательный полигон является частью проекта Aurora, направленного на создание в финской Лапландии арктической экосистемы мирового уровня для испытания интеллектуальных транспортных систем и автоматизированного вождения.
3. Мировой рекорд по низким температурам
Фото: iStock
«Многие физические явления лучше проявляются при низких температурах, когда им не мешает тепловой шум. Область науки, которая исследует эти явления, называется физикой низких температур», — говорит профессор академии Юкка Пекола, который возглавляет Центр передового опыта в области низкотемпературных квантовых явлений и устройств в Университете Аалто.
«Мы проводим исследования в диапазоне температур, близких к абсолютному нулю, то есть –273,15 °C. Особенно интересны квантовые явления, такие как сверхпроводимость, а также супержидкости и наноэлектроника», — говорит он.
Пекола и его команда разрабатывают различные способы охлаждения при температурах, близких к абсолютному нулю.
«В 2000 году наша лаборатория низких температур достигла мирового рекорда низкой температуры в 0,000 000 000 1 градус Кельвина», — говорит Пекола.
Физика низких температур — это своего рода базовая технология, и исследования, которые проводятся в лаборатории низких температур, являются фундаментальными исследованиями, без которых практическое применение было бы невозможным.
«Лет через 10–20, возможно, еще не будет квантовых компьютеров, но уже будут квантовые симуляторы. Они будут использоваться для моделирования молекул, и такие прикладные технологии можно будет применять, например, для разработки новых лекарств».
Текст: Леена Коскенлааксо, журнал «Это Финляндия» 2017 г.
