ЛСП «Северный полюс»: от идеи до первого рейса
Платформа с экспедицией на борту снабжена топливом на два года дрейфа. Она следует своим ходом в Восточно-Сибирское море.
Подъём флага на ЛСП. 31 августа 2022 г. ААНИИ.
В середине 2000-х гг. учёные Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ) неоднократно возвращались к идее разработки специального судна, способного обеспечить долговременную работу научной дрейфующей станции «Северный полюс». Специалисты понимали, что деятельность станций связана с большими рисками для здоровья и жизни полярников, возможны утраты дорогостоящего оборудования и причинение экологического ущерба природной среде. Необходимость досрочного снятия станции ограничивала проведение наблюдений и существенно снижала отдачу научных исследований в общем балансе затрат на организацию и обеспечение жизнедеятельности «Северного полюса».
Рождение проекта ЛСП – ледостойкой самодвижущейся платформы
Директор ААНИИ И.Е. Фролов поддержал мысль о создании проекта особого судна, которое стало бы дрейфующей платформой для базирования будущих станций. Идею полярников одобрило руководство Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет; именно в его ведении находится институт). Из ведомства в ААНИИ поступило предложение разработать исходные технические требования и концепт-проект такого судна. Эти работы велись в отделе ледовых качеств судов (ОЛКС) под руководством В.А. Лихоманова в 2008–2010 гг. Тип будущего судна назвали дрейфующей научно-исследовательской платформой (ДНИП).
Концепт-проект судна был направлен в Росгидромет. Руководитель ведомства А.В. Фролов представил его на рассмотрение министру природных ресурсов РФ Ю.П. Трутневу. Тот, в свою очередь, доложил о нём на заседании Морской коллегии при Правительстве РФ. Согласно протоколу совещания коллегии от 8 июля 2010 г. (№ 1 (13), п. 5.3), проект был одобрен и стал основой для дальнейших разработок. В документе указывалось, что ДНИП призвана заменить классические дрейфующие научно-исследовательские станции, базировавшиеся на дрейфующих льдах Северного Ледовитого океана[1]. Основной целью создания платформы являлось повышение эффективности научных исследований за счёт расширения исследовательских программ, применения более совершенного оборудования, улучшения условий работы и жизни полярников и, в немалой степени, за счёт сокращения рисков при возникновении опасных ситуаций.
Таким образом, уже на этом этапе было решено, что наиболее оптимальным сооружением для выполнения научных исследований является платформа. Оставалось решить, какой тип предпочтительнее: восьмигранная (прототип – канадская добывающая платформа «Куллук») или близкая по очертаниям к судну, несамоходная или самоходная. Выбор был сделан в пользу последнего типа, т.к. такая платформа управляема и обладает классическими обводами для ледокольных судов[2]. Первоначально допускалось, что она выводится в начальную точку дрейфа с помощью ледокола, а после дрейфа возвращается в порт приписки уже самостоятельно. Затем было решено, что платформа должна быть способна самостоятельно дойти до места начала дрейфа. Также исследователи проанализировали финансовые затраты на организацию российских дрейфующих станций и установили, что с 2004 г. они существенно возросли: если сначала стоимость аренды ледокола для организации станции составляла 8,4 % от всех затрат, то в 2010 г. достигла 176 %[3]. Поэтому судно для новых станций следовало создавать таким, чтобы его силовая установка позволила ему обеспечить самостоятельное плавание, независимое от наличия ледокольной поддержки.
Схема самоходного варианта ДНИП. 2010 г. ААНИИ.
Для разработки исходных технических требований к проекту ДНИП в ОЛКС проанализировали уникальный опыт организации, проведения исследований и эвакуации станций «Северный полюс» за всю историю их существования. В результате этого анализа, по мнению специалистов ААНИИ, удалось найти оптимальный вариант плавучего инженерного сооружения для долговременного базирования научно-исследовательских обсерваторий. Корпус ДНИП необходимо было сделать таким, чтобы судно могло выдерживать сильные ледовые сжатия. Так название типа судна было более конкретизировано: ДНИП получила новое определение – ледостойкая самодвижущаяся платформа (ЛСП).
Использование платформы позволяет сделать эксперимент по изучению Арктического бассейна активным: помимо лабораторий на ЛСП, всегда можно организовать выносные пункты и сезонные базы. При удалении траектории дрейфа от изучаемого района всегда будет оставаться возможность создать исследовательский пункт в необходимом месте и к тому же иметь данные с судна. Существенно повышается безопасность работы исследователей: теперь ей не смогут помещать разломы или трещины, условия жизни становятся комфортными.
Сразу же было определено, для чего предназначена ЛСП: для осуществления круглогодичных комплексных научных исследований в высоких широтах Северного Ледовитого океана. Она – важное звено в системе прогнозирования погоды и ледовой обстановки. Введение ЛСП в работу актуализирует вопрос о перечне научных задач, подлежащих изучению и решению в Арктическом бассейне, с учётом дополнительных логистических и технических возможностей, предоставляемых новым судном. Одним из важнейших вопросов современной океанографии является вопрос о физическом механизме (механизмах) вертикального переноса тепла из океана в атмосферу над Северным Ледовитым океаном, и работа ЛСП в будущем позволит получить необходимые данные[4].
Концептуальный облик ЛСП «Северный полюс». Изображение 2014 г. (с) Росгидромет.
Аргументы «против»
Были и сомнения в необходимости создания ЛСП. Постройка судна единственного в своём роде – дело очень затратное. Поэтому выполнялись расчёты экономической эффективности и учитывался фактор невозможности организации СП традиционным способом. В начале 2010-х гг. строительство ЛСП пришлось отложить, т.к. для института строилось новое научно-экспедиционное судно «Академик Трёшников» (принято в эксплуатацию в октябре 2012 г.).
Дорогостоящему проекту ЛСП пытались найти альтернативу. Так, в феврале 2015 г. состоялось правительственное совещание, на котором обсуждался вопрос возобновления деятельности дрейфующих станций. Участники совещания решили возобновить работу станций в сезонном формате (сроком на три месяца). Дрейфующую станцию «Северный полюс-2015» открыли 18 апреля 2015 г. Доставка экспедиции на льдину осуществлялась со Шпицбергена воздушным путём с помощью самолёта Ан-74. Она проработала 114 дней, т.е. почти четыре месяца. Было получено много натурных данных, осуществлены разные виды исследований. Снятие станции выполнялось при участии ледокола «Капитан Драницын»[5]. Но в последующие годы подобных экспедиций не было: сыграл свою роль экономический фактор.
Лагерь станции «Северный полюс-2015». ААНИИ.
Другой аргумент «против»: платформа, в отличие от традиционного лагеря «Северный полюс», будет влиять на точность измерений чутких приборов, оказывать влияние на дрейф и т.д. Это существенное возражение, поэтому при работе ЛСП запланирована обязательная организация выносных исследовательских пунктов.
Сомнения специалистов вызывал и корпус судна. Высокая надстройка обладает определённой парусностью, что может сказаться на маневренности. Яйцевидная форма корпуса возвращает нас к проблеме, существовавшей на ледоколах былых эпох, подобных «Красину» или «Ермаку». В переходах по чистой воде в штормовой обстановке качка на этих судах была очень ощутимой. Порой крен мог достигать 30–40°. Специалистам приходилось учитывать эти факторы во время модельных испытаний и расчётов. Забегая вперёд, отметим, что ходовые испытания ЛСП показали хорошую маневренность и остойчивость судна[6].
Долгое время казалось предпочтительным всё же организовать дрейфующую станцию на ледоколе или судне ледового класса. После проведения эксперимента «Шеба» (дрейф у льдины со станцией ледокола канадской береговой охраны CCGS Des Groseilliers в 1997–1998 гг.[7]) последовали дрейфы шхуны «Тара», экспедиции «Трансарктика» и MOSAiC. Но эти эксперименты не позволяли возобновить регулярные комплексные наблюдения и исследования, подобные тем, которые были на советских и российских дрейфующих станциях, а также оказались дорогостоящими.
Канадские ледоколы CCGS Des Groseilliers (справа) и CCGS Louis S. St-Laurent во время эксперимента «Шеба». 1998 г. Сайт military-history.fandom.com
От идеи до воплощения
Идея ЛСП прорабатывалась как в ААНИИ, так и в Центральном научно-исследовательском институте им. акад. А.Н. Крылова (экспертная организация РФ в сфере проектов надводного судостроения), ОАО «Объединённая судостроительная корпорация» (ОСК). Специалисты ЦНИИ осуществляли экспертные оценки и расчёты. Были выполнены и оценки экономической эффективности затрат на одного члена экспедиции на ЛСП по отношению к одному члену экспедиции на СП: она возрастёт в 2,6 раза, при этом объёмы получаемой информации увеличатся более чем в два раза[8].
Наконец, 30 марта 2018 г. были подписаны Постановление Правительства РФ № 355 и распоряжение Правительства РФ № 545-р, которыми утверждено проектирование и строительство ЛСП – плавучей обсерватории для российских исследований и мониторинга природной среды. Первоначально сроком ввода платформы в эксплуатацию был определён 2020-й год. Данными документами утвердили и решение о бюджетных инвестициях: на реализацию выделялось 6,96 млрд руб. (363 млн руб. в 2018, 4,3 млрд руб. в 2019, 2,28 млрд руб. в 2020 г.)[9]. Контракт между АО «Адмиралтейские верфи» (Санкт-Петербург, входит в состав ОСК) и Росгидрометом на проектирование и строительство ЛСП (проект 00903) был подписан меньше чем через месяц – 19 апреля 2018 г.
Визуализация облика ЛСП на 2018 г. Сайт aoosk.ru
Будущее судно решили назвать так же, как и научные дрейфующие экспедиции – «Северный полюс»[10].
Технический проект ЛСП (№ 00903) разрабатывался в нижегородском АО КБ «Вымпел» (главный конструктор – М.В. Бахров).
Для отработки оптимальной формы корпуса платформы в ледовом бассейне ААНИИ в августе – сентябре 2018 г. проводились ледовые и мореходные испытания модели платформы по обширной программе. Их целью стали установление сопротивления чистой воды на различных скоростях движения, определение ледопроходимости в сплошном льду, канале и битом льду. Впервые в практике модельных испытаний проводилось экспериментальное определение параметров остойчивости ЛСП при сжатиях во льдах. Измерялись усилия, действующие на корпус и винторулевые колонки со стороны льда, а также ускорения и углы крена и дифферента платформы, которые возникают при взаимодействии со льдом[11].
Испытания модели ЛСП в большом ледовом бассейне института. 28 августа 2018 г. Фотография Н.А. Крупиной. ААНИИ
20 декабря 2018 г. АО «Адмиралтейские верфи» (главный конструктор проекта – А.Ю. Юрьев) приступило к строительству ЛСП (судно получило заводской номер 02404). В этот день на верфи в присутствии генерального директора предприятия А.С. Бузакова, заместителя руководителя Росгидромета Н.В. Радьковой, директора ААНИИ А.С. Макарова состоялась торжественная церемония резки металла для будущей платформы. А церемония официальной закладки ЛСП последовала 10 апреля 2019 г. В ней приняли участие председатель совета директоров ОСК Г.С. Полтавченко, президент ОСК А.Л. Рахманов, гендиректор Адмиралтейских верфей А.С. Бузаков, руководитель Росгидромета М.Е. Яковенко, председатель Комитета по промышленной политике Санкт-Петербурга Ю.Ю. Калабин и директор ААНИИ А.С. Макаров.
Резка металла на будущую платформу. 20 декабря 2018 г. ААНИИ.
Закладная доска ЛСП «Северный полюс». ААНИИ.
На этапах разработки аванпроекта и технического проекта ЛСП, а также по результатам проведения модельных испытаний возникла необходимость внесения ряда изменений в технический проект судна. Увеличение основных размерений (в том числе наибольшей длины на 15,3 м, водоизмещения – на 2890 т и дедвейта – на 1130 т) позволило обеспечить автономность дрейфа на срок 24 месяца при ограниченной осадке, увеличить полезное пространство для размещения персонала и дополнительных лабораторий, дало прибавку по запасам топлива в размере 300 т, обеспечило рациональное размещение вертолётной площадки в корме судна. Вместе с тем, принятые технические и инженерные решения привели к повышению материалоёмкости и трудоёмкости строительства, а также изменению стоимости строительства.
Срок сдачи платформы был отложен из-за значительных изменений в проекте. ЛСП – объект, который прежде не создавался в истории судостроения, поэтому так важно, чтобы он был построен наиболее рационально. Более внимательных решений потребовало обеспечение системы охлаждения и пропульсивного комплекса. Всё это неизбежно привело к увеличению стоимости платформы, внесла свои коррективы и пандемия.
Выставочная модель ЛСП. Масштаб 1:350. ААНИИ.
Платформа была спущена на воду 18 декабря 2020 г. В церемонии приняли участие заместитель руководителя Росгидромета Н.В. Радькова (она стала «крёстной матерью» судна), губернатор Санкт-Петербурга А.Д. Беглов, генеральный директор АО «Адмиралтейские верфи» А.С. Бузаков, заместитель директора ААНИИ по экспедиционной работе Ю.В. Угрюмов, руководитель Высокоширотной арктической экспедиции В.Т. Соколов.
Спуск ЛСП. 18 декабря 2020 г. ААНИИ.
Начались работы по оснащению судна. Для завершения строительства ЛСП Росгидромету выделили дополнительное финансирование. Распоряжения об этом № 1981-р и № 2691-р подписал председатель Правительства РФ М.В. Мишустин 17 июля и 27 сентября 2021 г.[12] Согласно документам, новый срок сдачи платформы был перенесён на лето 2022 г.
Учитывая большой вклад в развитие полярных исследований Ивана Евгеньевича Фролова, в течение 25 лет возглавлявшего ААНИИ, 10 февраля 2021 г. директор института А.С. Макаров на Учёном совете выступил с предложением о присвоении ЛСП имени «Иван Фролов». Собравшиеся поддержали его инициативу. Решение было поддержано и в других ведомствах. Но позднее от идеи переименования отказались.
29 октября 2021 г. начались швартовные испытания ЛСП. В начале января 2022 г. готовность судна составляла уже более 90 %.
В течение этого времени в ААНИИ активно велась подготовка научной программы первого рейса ЛСП, вырабатывалась концепция многолетнего использования судна. С 1 января 2022 г. началось формирование экипажа. В этот период капитаном судна стал С.М. Нестеров. Специалисты института приступили к работе на судне в марте 2022 г., 21–24 мая состоялись заводские ходовые испытания в Финском заливе Балтийского моря. Они включали проверку работоспособности систем связи, локации и навигации, скоростные и маневренные испытания судна[13]. В период с 30 июня по 6 июля выполнялся контрольный этап заводских ходовых испытаний. Специалисты верфи произвели наладку авторулевого и научного оборудования судна, выполнили комплекс работ по посадке и приёму вертолёта Ми-8[14]. В это время капитаном судна стал С.А. Дячкин. Прежде в течение многих лет он был старшим помощником на научно-экспедиционном судне «Академик Трёшников».
ЛСП «Северный полюс» возвращается с контрольных ходовых испытаний. 6 июля 2022 г. Фотография В.Ю. Замятина.
24 августа ЛСП передали заказчику – ААНИИ. Церемония прошла на борту платформы. В ней участвовали главный строитель кораблей Адмиралтейских верфей Р.В. Шереметьев и А.С. Макаров. Затем судно покинуло причальную пристань предприятия и отправилось в Большой порт Санкт-Петербург для загрузки. 26 августа губернатор города А.Д. Беглов посетил ЛСП и встретился с участниками будущей экспедиции, которая получила название «Северный полюс-41». 31 августа на судне прошла церемония поднятия флага Российской Федерации. В мероприятии приняли участие руководитель Росгидромета И.А. Шумаков и его заместитель Н.В. Радькова, директор ААНИИ А.С. Макаров. Вечером 1 сентября судно покинуло порт и направилось в Мурманск[15], куда прибыло 14 сентября. В пути ЛСП сопровождал сторожевой корабль Балтийского флота «Ярослав Мудрый». Переход прошёл успешно, платформа показала хорошие ходовые качества. На борт поднялись участники СП-41 во главе с начальником экспедиции К.В. Фильчуком. После дозагрузки 17 сентября ЛСП «Северный полюс» вышла в первый научно-исследовательский рейс.
Каким будет первый рейс ЛСП?
Платформа с экспедицией на борту снабжена топливом на два года дрейфа. Она следует своим ходом в Восточно-Сибирское море, где войдёт в разреженные дрейфующие льды в районе севернее Новосибирских островов, пришвартуется к заранее подобранному по спутниковым данным и результатам вертолётной разведки ледяному полю. Задача поиска оптимального места будущей работы ЛСП возложена на НЭС «Академик Трёшников», которое вышло из Мурманска 12 сентября. Т.е. благодаря помощи НЭС ЛСП будет следовать наиболее оптимальным курсом. Затем подойдёт к подходящей льдине, закрепится, начнётся развёртывание исследовательского лагеря. Лёд станет намерзать вокруг судна – так «Северный полюс» будет вморожен. Зайти вглубь льдины ЛСП не сможет, т.к. судно – не ледокол. Но многое зависит и от характеристик льда в конкретный момент. Если ледообразование затянется, то экипаж ЛСП будет ждать, пока ситуация не изменится.
Затем начнутся работы по развёртыванию системы наблюдений: на самом судне, в научном ледовом лагере, на удалённых точках. Коллектив станции СП-41 выполнит в ходе экспедиции комплексные междисциплинарные исследования в системе «атмосфера – ледяной покров – океан» в высоких широтах Северного Ледовитого океана в годовом цикле. Это позволит определить закономерности действия физических механизмов, ответственных за развитие сезонных процессов и формирование межгодовых изменений во взаимодействующих геосферах. Описание природы этих закономерностей направлено на понимание причин изменений в климатической системе Арктического региона, к определению тенденций её трансформации обозримом будущем. Кроме того, новые данные можно будет сопоставлять с теми, что были получены в ходе работ СП в 1950–1980-е и 2000-е гг.
В весенний период (март-апрель) на льдине, у которой пришвартуется ЛСП, с помощью бульдозеров будет построена взлётно-посадочная полоса для осуществления снабжения и ротации личного состава с помощью самолётов и вертолётов. В летний период (июль-август) смена членов экипажа и учёных будет возможна с использованием научно-экспедиционных судов ААНИИ или атомного ледокола. Они же смогут доставить сезонные группы исследователей. При необходимости экспедиции будет оказана авиационная поддержка с ледовой базы «Мыс Баранова» на Северной Земле, с Земли Александры (Земля Франца-Иосифа) и с архипелага Шпицберген.
Предполагается, что дрейф ЛСП завершится в Гренландском море после прохождения пролива Фрама, откуда платформа своим ходом направится в Мурманск[16]. В дальнейшем в этом городе будет проводиться базовое обслуживание ЛСП.
ЛСП – прежде всего, научно-экспедиционное судно. Но в отличие от других подобных судов платформа более тихоходна и автономна, приспособлена для длительного дрейфа, поэтому сможет выполнять свои особые задачи в Арктике. Ей присущи и качества научно-исследовательского судна, потому что ЛСП – это и лагерь для исследователей, судно, на котором оборудованы разные лаборатории. Но в то же время для получения необходимых результатов ряд исследований учёные будут осуществлять за пределами ЛСП. Это позволит избежать влияния, которое оказывает само судно на окружающие его льды. С другой стороны, платформа сама стала инструментом, который впервые позволит полярникам испытать такое длительное воздействие льдов на корпус судна, сделать важные наблюдения в период плавания и дрейфа.
Пожелаем исследователям семь футов под килем!
ЛСП «Северный полюс». Мурманск, 17 сентября 2022 г. ААНИИ.
Автор: М.А. Емелина, главный специалист ААНИИ, ведущий научный сотрудник Арктического музейно-выставочного центра (Санкт-Петербург).
[1] Протокол совещания Морской коллегии. 8 июля 2010 г. [Электронный ресурс] URL: https://pandia.ru/text/77/276/88589.php?ysclid=l8a31j8jxz784091738 (дата обращения: 23.09.2022).
[2] Фонды ААНИИ. Д. Р-5885. Л. 31–34, 48–49.
[3] Там же. Л. 48.
[4] Емелина М.А. От первой дрейфующей станции к ледостойкой платформе. СПб., 2022. С. 59.
[5] Фролов С.В. Гидрометеорологическое обеспечение эвакуации сезонной дрейфующей станции «Северный полюс-2015» с борта л/к «Капитан Драницын» // Российские полярные исследования. 2015. № 4 (22). С. 9–12.
[6] АО «Адмиралтейские верфи» завершило контрольный этап заводских ходовых испытаний «Северного полюса» // Пресс-центр АО «Адмиралтейские верфи» [Электронный ресурс] URL: http://admship.ru/press/news/ao-admiralteyskie-verfi-zavershilo-kontrolnyy-etap-zavodskikh-khodovykh-ispytaniy-severnogo-polyusa/ (дата обращения: 23.09.2022).
[7] SHEBA Breaks Free оf Arctic's Icy Embrace // Science News. October 21, 1998 [Электронный ресурс] URL: https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.7a592e85-6329d40b-8adb2639-74722d776562/https/www.sciencedaily.com/releases/1998/10/981021075950.htm (дата обращения: 23.09.2022).
[8] Макаров А.С., Лихоманов В.А., Соколов В.Т. и др. Концептуальные принципы создания полярной дрейфующей исследовательской платформы // Арктика: экология и экономика. 2018. № 3 (31). С. 65–75. DOI: 10.25283/2223-4594-2018-3-65-75.
[9] О строительстве ледостойкой самодвижущейся платформы «Северный полюс»// Сайт Правительства России [Электронный ресурс] http://government.ru/docs/32090/ (дата обращения: 23.09.2022).
[10] Старт строительства ледостойкой самодвижущейся платформы «Северный полюс» // Российские полярные исследования. 2018. № 2 (32). С. 29–30.
[11] Лихоманов В.А., Крупина Н.А., Свистунов И.А., Чернов А.В. Модельные испытания ледостойкой самодвижущейся платформы «Северный полюс» в ледовом бассейне ААНИИ // Российские полярные исследования. 2018. № 3 (33). С. 36–37.
[12] Распоряжения от 17.07 и 27.09.2021 № 1981-р и № 2691-р // Там же. URL: http://government.ru/docs/42809/ ; http://government.ru/docs/43360/ (дата обращения: 23.09.2022).
[13] Ледостойкая самодвижущаяся платформа «Северный полюс» успешно прошла заводские ходовые испытания // Российские полярные исследования. 2022. № 2. С. 6.
[14] АО «Адмиралтейские верфи» завершило контрольный этап заводских ходовых испытаний «Северного полюса» [Электронный ресурс] URL: http://admship.ru/press/news/ao-admiralteyskie-verfi-zavershilo-kontrolnyy-etap-zavodskikh-khodovykh-ispytaniy-severnogo-polyusa/ (дата обращения: 23.09.2022).
[15] Ледостойкая самодвижущаяся платформа «Северный полюс» вышла в плавание // Российские полярные исследования. 2022. № 3. С. 3–6.[16] Фильчук К.В., Угрюмов Ю.В., Соколов В.Т. ЛСП «Северный полюс». План первого рейса // Российские полярные исследования. 2022. № 2. С. 7–11.
