«Фундаментальная наука всегда дает потом что-то полезное, хотя изначально исследователями движет лишь тяга к познанию, — говорит Владимир Сурдин, российский астроном и астрофизик, доцент физического факультета МГУ и старший научный сотрудник ГАИШ МГУ. — Астрономы работают, не надеясь на то, что их работа позволит увидеть результат при жизни. Хотя бывают исключения — с траекториями спутников, например. У каждого сегодня в руках есть гаджет, в котором есть навигатор, и уже это оправдывает вложения в ближний космос. Впрочем, главное, что он нам подарил, — мир. Потому что спутники разведки предотвратили ядерную войну. Все первые годы космонавтика занималась разглядыванием чужих территорий — и очень хорошо, что мы научились контролировать своих партнеров, снимая напряженность».
Зачем смотреть в космос, если есть бизнес-план?
Космос как лаборатория
Есть, однако, еще более впечатляющие сферы применения инструментов астрофизики. «Сегодня для физиков Вселенная — открытая лаборатория. То, чего нельзя получить на Земле, доступно в космосе, — продолжает рассказ Сурдин. — Вот солнечная корона — мы ее видим глазом. Знаете, какая там плотность? На Земле мы это называем сверхвысоким вакуумом и получать его довольно сложно и дорого. А наблюдая за солнечной короной, мы открываем новые свойства элементов. Железо и никель проявили там себя совершенно невероятным образом — мы их даже сначала приняли за новые химические элементы.
С другой стороны — сверхвысокая плотность. Она очень нужна в технике. Твердые сплавы требуют высокоплотных материалов. И мы обнаружили оставшиеся от взрывов звезд маленькие ядрышки — так называемые нейтронные звезды, суперплотные комочки из остатков звездного вещества. Полстакана вещества нейтронной звезды будет весить 100 млрд тонн. И мы это сверхплотное вещество дистанционно изучаем. В частности, у нейтронных звезд невероятно мощные магнитные поля — получить такие в лаборатории мы не можем.
Еще один пример: все слышали про Большой адронный коллайдер. Он стоил больше 7 млрд долларов, в нем разгоняют и сталкивают протоны, получая в результате кучу новых, неведомых доселе элементарных частиц. Конечно, хотелось бы разогнать протоны посильнее и стукнуть как следует, но у Большого адронного коллайдера есть свои пределы. А из космоса к нам прилетают гораздо более мощные частицы. Возможности коллайдера заканчиваются на 10¹³ электронвольт, а из космоса к нам прилетают частицы с энергией 10²⁰ — разница составляет 10 млн раз. Влетая в атмосферу Земли, они рождают мощный сноп новых элементарных частиц. Недалеко от Байкала, в Тункинской долине, мы построили ловушки и отслеживаем потоки света, возникающие при прилете таких частиц в атмосферу Земли. И получаем при этом гораздо более интересные результаты, чем в адронном коллайдере. Причем за несравнимо меньшие деньги».
Мир наизнанку
«Когда я был маленький и читал фантастику, то при упоминании антигравитационного звездолета всегда закрывал книгу и говорил: ерунда, антигравитации не существует в природе, — улыбается Сурдин. — А ведь она есть! Пока я учился в школе и даже когда потом сам учил студентов, считалось, что мир сделан из элементов таблицы Менделеева и ничего другого в нем быть не может. А оказалось — ничего подобного. Мир сделан Бог знает из чего и только на 5% из таблицы Менделеева. Еще около 27% составляет темная материя, которая почти уже у нас в руках — вот чуть-чуть еще осталось, чтобы понять, что это такое. Может быть, лет 100, 150. А остальные 68% нашей Вселенной — темная энергия, невероятно сложная для изучения. И единственное, что мы знаем об этой темной энергии, — то, что она имеет антигравитационное влияние».
Луна, далее везде
В отличие от антигравитации, лунные программы могут дать практический эффект человечеству в ближайшие десятилетия, если не раньше. И Владимир Сурдин напоминает, что еще Ньютон нас когда-то научил, как летать в космос наиболее рациональным образом: надо разогнать снаряд параллельно поверхности планеты. Если запустить его с достаточно большой скоростью, он начнет циркулировать как искусственный спутник Земли. С еще большей — улетит, куда хотите. А мы отправляем ракеты вверх, борясь с гравитацией в максимально невыгодном направлении — только в завершающей стадии разгона ракета выходит на пологую траекторию. Почему? «Единственное, что останавливает нас от горизонтального пуска ракет, — плотность земной атмосферы, — поясняет ученый. — Вспомните, как метеориты влетают в атмосферу Земли и сгорают. А вот на Луне нет атмосферы. Луна — идеальный космодром, который мы в ближайшем будущем начнем использовать. И там экономический эффект от горизонтального запуска будет потрясающий».
Кроме того, в грунте Луны есть гелий-3 — идеальное топливо для термоядерных электростанций. А ведь судя по плотности экспериментов в сфере термояда, до строительства промышленных токамаков остались не так долго ждать.
Но энергия на Луне понадобится не только для космодромов. У ее полюсов температура держится на уровне −240...−250 °C. Это подходящие условия для размещения квантовых компьютеров: добавим немного холода, и получим близкие абсолютному нулю температуры.
Из чего строить на Луне? Некоторые астероиды состоят из металлов, которые мы можем использовать. Например, прямо сейчас к такому астероиду, Психее, летит исследовательский аппарат на солнечной электрореактивной двигательной установке. Он достигнет цели в 2029 г. и будет около двух лет изучать Психею.
Ученые, однако, используют Луну как инструмент уже сегодня — для отслеживания гравитационных волн. На ней установлены отражатели, по которым с Земли каждую ночь бьют лазерными лучами. Таким образом, связка из Луны и Земли становится подобием гигантского гравитационно-волнового телескопа — мы отслеживаем прохождение длинных волн по изменению расстояния. Сегодня погрешность измерений — миллиметры, но уже скоро она сократится до микрон.
Впрочем, Луна недостаточно далеко расположена для отслеживания самых длинных волн, идущих к нам со времен рождения Вселенной. «Мы сейчас запускаем спутники, которые будут летать на расстоянии миллионов километров от Земли, и с их помощью можно будет регистрировать гравитационные волны, которые идут к нам с момента Большого взрыва. Так мы узнаем, каким образом родилась наша Вселенная», — делится Владимир.
Что это даст людям в практическом плане, предугадать невозможно. Но что-то — обязательно. А вдруг плодами этих исследований станет как раз понимание природы антигравитации?
ИИ в астрономии и не только
Если когда-то телескоп показывал небольшой участок звездного неба, над которым астроном мог потом неторопливо размышлять, то примерно с конца XX века ученые работают с другими порядками информации. Сегодня они изучают цифровые обзоры, где изображение превращается в огромный массив измерений: координаты, яркость, цвет, форма, переменность и спектральные признаки объектов. И тут выходят на первый план обученные на больших данных модели. Они способны искать слабые закономерности и редкие объекты, которые человек вряд ли бы обнаружил визуально.
«За последние 30 лет мы открыли около 8 тысяч планет рядом с соседними звездами, и оказалось, что они бывают такими разнообразными, что у нас даже фантазии не хватало представить подобное», — подытоживает ученый.
Не так давно он казался уделом энтузиастов. А сегодня, например, в «Авито Авто» около 99% объявлений — а это в районе 1 млн в месяц — проходит автоматическую модерацию. Мы вспомнили именно о категории «Авто», потому что в ней ML-моделям приходится верифицировать очень много параметров. Но если задачи вроде «распознай номер с фотографии и сравни с указанным VIN» или «найди дефекты лакокрасочного покрытия» успешно решают классические ML-модели, то приход генеративного ИИ принес с собой новый интерфейс выбора.
«Мы сейчас тестируем Ави — нашего GenAI-ассистента для частных пользователей, — делится Кирилл Вотяков, — и обучили его отдельному сценарию под выбор автомобиля. Зачастую у покупателя нет чёткого понимания, какую именно модель он ищет. А генеративная модель помогает ему определиться, общаясь в формате привычного диалога. Например, пользователь набирает в интерфейсе: "Найди надёжную недорогую машину для семьи из трёх человек". Дальше AI-ассистент задаёт уточняющие вопросы и предлагает подходящие объявления. Причём это будут максимально надёжные, проверенные варианты.Кроме того, мы помогаем пользователю, даже новичку, изучить историю автомобиля в отчётах "Автотеки". Там собрана информация из более чем 2 тыс. официальных источников, в том числе закрытых. ИИ анализирует данные, оценивает историю автомобиля по методикам профессиональных автоэкспертов и выдаёт рекомендации по принципу "светофора": если цвет зелёный, недостатков нет; если красный — налицо высокий риск. В отчётах также доступна интерактивная схема ДТП, на которой видно, где конкретно автомобиль был повреждён, какие ремонтные работы проводили и сколько они стоили.
Если GenAI на Авито Авто в роли ассистента по выбору ещё тестируют, то в качестве аналитика для дилеров используют уже сейчас. Для них есть инструмент «Автопилот продвижения» в сервисе для управления бизнесом «Автохаб». Помните приписываемую Генри Форду фразу про то, что он половину денег на рекламу тратит впустую, только не знает, какую именно? Так вот, новый ИИ-инструмент от Авито Авто поможет дилерам автоматически распределять рекламный бюджет между автомобилями и получать больше трафика и лидов без увеличения расходов.. Для тех, кто в теме, это выглядит космически круто.