РОСАТОМ
Строим по-умному: Первый Академгородок в России в XXI веке - Национальный центр физики и математики
Скачать статью из журнала
Как создаётся Национальный центр физики и математики, где тысячи учёных будут искать новую физику на масштабных научных установках, а технологические предприниматели – создавать передовые технологии?
Взгляд с четырёх сторон, как совместить образование, науку и инновационные технологии с природными ландшафтами Нижегородской области: строителя, учёного, архитектора и командира студенческого стройотряда.
Журнал «Строительство в атомной отрасли» побеседовал с создателями инновационного научного кампуса, строящегося вблизи красот Мордовского заповедника, – Национального центра физики и математики. Центр станет точкой притяжения для ведущих учёных и молодых исследователей со всей страны благодаря созданию в кампусе уникальных научных установок, сравнимых по масштабу и научному значению с Большим адронным коллайдером, где был обнаружен бозон Хиггса. В марте в открытой части города Сарова начали возводить первые научные корпуса НЦФМ, где в ближайшие годы будут размещены лаборатории нейроморфного искусственного интеллекта, цифровых двойников сложных технических структур и другие.
Научный руководитель Национального центра физики и математики академик РАН Александр Сергеев рассказал, каким должен быть академгородок XXI века для успешного развития фундаментальной науки. Сооснователи и архитекторы архитектурной группы DNK ag Наталья Сидорова и Даниил Лоренц представили лучшие практики интеграции актуальных архитектурных решений в кампус НЦФМ. Об инновационных строительных решениях при создании Национального центра рассказал заместитель директора по капитальному строительству АО «Атомэнергопром» Александр Табачников. Командир студенческой стройки «Мирный атом — » Алексей Мажитов поделился своими впечатлениями об участии в национальном научном проекте.
Национальный центр физики и математики
Открытие в России новой научно-исследовательской инфраструктуры – одна из ключевых инициатив Десятилетия науки и технологий. Флагманским проектом этой инициативы является создание Национального центра физики и математики (НЦФМ), который строится в Нижегородской области, городе Сарове. На территории НЦФМ возводится комплекс из научно-исследовательских корпусов, передовых лабораторий и установок класса «мидисайенс» и «мегасайенс». Научную кооперацию НЦФМ сегодня составляют 57 научных организаций, вузов и высокотехнологичных компаний России. Образовательной частью Национального центра стал филиал Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова – МГУ Саров, где учатся около сотни магистрантов и аспирантов со всей страны. Учредители НЦФМ – Госкорпорация «Росатом», МГУ им. М.В. Ломоносова, Российская академия наук, Министерство науки и высшего образования РФ, НИЦ «Курчатовский институт», Объединённый институт ядерных исследований и РФЯЦ-ВНИИЭФ. Основные цели Национального центра – получение новых научных результатов мирового уровня, подготовка учёных высшей квалификации, воспитание новых научно-технологических лидеров, укрепление кадрового потенциала предприятий Госкорпорации «Росатом» и ключевых научных организаций России, повышение привлекательности российской науки для молодых учёных.
Десятилетие науки и технологий в России (2022-2031, объявленное Указом Президента России) – это масштабная программа инициатив, проектов и мероприятий по ускоренному развитию экономики и социальной сферы через усиление роли науки и наукоёмких технологий в стране. Основные цели Десятилетия – привлечение молодежи в сферу науки и технологий, вовлечение исследователей и разработчиков в решение важных задач для страны и общества и рост знания людей о достижениях Российской науки. Более подробная информация об инициативах, мероприятиях и проектах Десятилетия науки и технологий – на сайте наука.рф. Оператор проведения Десятилетия науки и технологий – АНО «Национальные приоритеты».
Национальный центр физики и математики – проект, нацеленный на приумножение научного потенциала страны и укрепление технологического суверенитета России. Александр Михайлович, расскажите, как должен быть устроен академгородок в XXI веке, чтобы успешно развивалась глубокая, фундаментальная наука и шёл оперативный перевод новых научных знаний в технологии?
Александр Сергеев,
научный руководитель Национального центра физики и математики, академик РАН:
- Академгородок XXI века мы должны сравнивать с академгородками прошлого века. И прежде всего это пример Новосибирского Академгородка. Он создавался для освоения Сибири, в нем было построено большое количество институтов разного профиля, приглашены люди со всей страны, и таким образом создана мощная платформа для научно-технологического развития востока страны.
Сейчас задача поставлена иначе. Сегодня остро стоит проблема покорения современных технологий. Поэтому задача, которая была поставлена перед нами Президентом России, — это создание центра, ориентированного по ряду приоритетных направлений науки и технологий на достижение технологического суверенитета страны. Мы понимаем, что в XXI веке победителем будет тот, кто победит не в гонке вооружений, а в технологической гонке. И именно поэтому стоит задача концентрации сил, средств, компетенций для того, чтобы в целом ряде приоритетных научно-технологических направлений обеспечить нашей стране быстрое развитие, для достижения паритета, а может, даже и лидерства.
Национальный центр физики и математики – это кооперация 57 научных институтов, вузов и высокотехнологичных компаний России. В рамках научной программы НЦФМ на сегодняшний день работает более 2200 российских учёных в формате распределённых лабораторий. Структура НЦФМ позволяет находить точки взаимодействия людей разных научных организаций, включая Российский федеральный ядерный центр – ВНИИЭФ, и на базе этого взаимодействия формировать междисциплинарные проекты по созданию технологий: рентгеновский литограф, фотонную компонентную базу, промышленные лазеры, навигатор по рентгеновским пульсарам, цифровые двойники и так далее.
РФЯЦ-ВНИИЭФ в стотысячном Сарове — это самая крупная научно-технологическая организация в стране, где трудится более 20 тысяч сотрудников в целом ряде научных институтов. С конца девяностых годов, понимая, каким образом меняется ситуация в стране и в мире, в Сарове стали больше заниматься созданием гражданских технологий на базе своих закрытых разработок и их дальнейшей коммерциализацией. Поэтому и в самом Российском федеральном ядерном центре давно возникло желание создать открытую зону рядом с закрытым городом. На пересечении этих задач и возможностей появилась территория, которая, как все признали, лучше всего подходит для размещения Национального центра физики и математики.
И конечно, науке, по большому счету, не очень комфортно в больших городах. Наука не терпит суеты, и ученым необходимо где-то спокойно думать, не отвлекаясь на «соблазны большого города». Это осознали во многих странах мира, и мировой тренд сегодня ориентирован на создание таких территорий, где комфортнее думается.
10 направлений научной программы НЦФМ:
- Национальный центр исследования архитектур суперкомпьютеров
- Математическое моделирование на суперкомпьютерах экса- и зеттафлопсной производительности
- Газодинамика и физика взрыва
- Физика высоких плотностей энергии
- Физика частиц и космология
- Ядерная и радиационная физика
- Исследования в сильных и сверхсильных магнитных полях
- Физика изотопов водорода
- Искусственный интеллект и большие данные в технических, промышленных, природных и социальных системах
- Экспериментальная лабораторная астрофизика и геофизика
Мы ставим цель, чтобы к 2030 году в НЦФМ работали две тысячи специалистов. Но можно ли их найти в нашей стране или воспитать, не обедняя другие «научные» территории? Непростой вопрос, и частично для того, чтобы его решить, с самого начала в концепт НЦФМ был встроен филиал МГУ – МГУ Саров. Мы стараемся сделать так, чтобы наши первые выпускники остались работать в организациях нашей научной кооперации, пока строится Национальный центр физики и математики. И мы хотим, чтобы наши ребята остались и продолжали работать, воплощая идеи НЦФМ. Когда появятся новые лаборатории уже на площадке центра, они смогут вернуться и будут работать у нас.
Кроме того, чтобы обеспечить социальные и культурные потребности сотрудников центра, нужно создать целую экосистему. Иначе как вы заманите туда молодого человека? Если у него есть семья, жена, ребенок, а для них не будет условий? И жена, естественно, поставит вопрос: а в какой школе будет учиться наш малыш, а что я буду делать, когда ты будешь сутками пропадать в НЦФМ? И мы это тоже понимаем. Архитекторы сейчас работают с нами над созданием модели академгородка, имея в виду не только науку и образование, но и комфортную среду для проживания разных категорий его жителей: научной молодежи, ученых старшего поколения, для семей, для студентов и школьников.
Мы планируем, что к 2030 году на территории НЦФМ — а у нас около 650 гектаров земли — будет проживать до десяти тысяч человек. Научный состав — около двух тысяч человек, и ещё представители научных коллективов, находящихся с нами в кооперации, которые, как мы рассчитываем, будут приезжать к нам, чтобы работать на наших установках. Их мы тоже считаем, а это несколько тысяч учёных.
Мы решили строить первым делом Конгресс-центр и Центр коллективного пользования НЦФМ, так как именно эти площадки позволяют нам собирать ученых со всей страны для обсуждения и реализации научных задач, связанных с укреплением технологического суверенитета и обороноспособности страны. По нашим расчётам Конгресс-центр будет вмещать до 700 человек и в нём на постоянной основе будут работать около 120 сотрудников.
Кампус Национального центра физики и математики включит научно-образовательный комплекс, гостиницу, культурный центр, жилые дома для студентов, резидентов, преподавателей и обслуживающего персонала, а также сервисные здания, лаборатории и спортивный центр. Весной 2021 года Госкорпорация «Росатом» совместно с МГУ им. М.В. Ломоносова, Российской академией наук и НИЦ «Курчатовский институт» инициировали конкурс на лучший архитектурно-градостроительный облик НЦФМ, в котором победила архитектурная группа DNK ag. По замыслу архитекторов, центральной частью кампуса станет главный корпус МГУ Саров, а сердцем – хвойно-лиственный лес, преобразованный в центральный парк, окружённый научно-образовательным комплексом, жилыми домами и общественными пространствами.
Даниил, какие задачи позволяет решать грамотный архитектурный проект академгородка XXI века, какие современные архитектурные тенденции этому способствуют?
Даниил Лоренц,
Сооснователь и архитектор DNK ag:
- Инновации, экологичность и переосмысление научно-образовательных процессов – основные тренды, которых мы придерживались при проектировании кампуса Национального центра физики и математики в Сарове в рамках архитектурного конкурса, инициированного Госкорпорацией «Росатом». Перед нами стояла задача не просто создать и разместить на плане отдельные архитектурные сооружения с разной функциональной программой, но создать «академгородок» нового порядка, согласно заданию конкурса, которое было разработано компанией Citymakers.
В кампусе НЦФМ, который мы спроектировали, заложена универсальная открытая система, адаптивная к изменениям в технологиях во времени и к внедрению нового в инфраструктуру кампуса. В кампусе получают образование, занимаются фундаментальной наукой и исследованиями, разрабатывают, тестируют и внедряют новейшие технологии, живут, работают и отдыхают. Так кампус становится действующей моделью города будущего.
Квартальная упорядоченная структура генплана выстраивается вокруг существующего участка леса, который становится парком и Сердцем кампуса, что обеспечивает баланс между цивилизацией и природой. Кварталы помимо улиц связаны между собой также пешеходными направлениями в виде зеленых бульваров и аллей. Именно такое сочетание, на наш взгляд, может создать условия для наиболее эффективного творческого процесса и обучения, которое происходит не только в аудиториях и научных лабораториях, но и за их пределами, в ходе прогулок, пробежек, общения в коворкинге или кафе.
Само здание университета спроектировано по тому же принципу, что и генплан кампуса: открытая структура включает в себя внешнее пространство в качестве внутренних зелёных дворов и разнообразные общественные пространства, которые образуют точки пересечения и взаимодействия студентов, преподавателей, научных сотрудников на междисциплинарном уровне, создавая новые системные связи и коллаборации.
Одной из особенностей главного корпуса МГУ Саров будет арка с двусторонним амфитеатром. Зеркала, подвешенные на специальных фермах, в зависимости от времени суток будут следовать за солнцем и направлять свет в пространство амфитеатра. Наталья, для чего было выбрано это архитектурных решение при проектировании кампуса НЦФМ?
Наталья Сидорова
Архитектор и сооснователь DNK ag:
- Основная идея проекта – баланс между новой застройкой и природой. Амфитеатр не просто «фишка» проекта, а главное общественное пространство кампуса.
Согласно нашей концепции, эффективный и плодотворный процесс творчества и обучения происходит не только в аудиториях и научных лабораториях, но и за их пределами, в ходе прогулок, пробежек, общения в коворкинге или кафе. Двусторонний амфитеатр – место общения, встреч и мероприятий. Оно спроектировано, чтобы объединить внешние и внутренние пространства научно-образовательного комплекса, обеспечить точку пересечения всех посетителей кампуса.
Трехчастная композиция здания университета формирует ступенчатый силуэт, символизирующий тектоническую композицию главного здания МГУ им. М.В. Ломоносова на Воробьёвых горах. Арка в центре МГУ Саров — это своеобразный трёхмерный портал. Она раскрывается к небу как символу Будущего, к зданию университета как символу Знания, к лесу как символу Природы.
Инновации в строительстве кампуса НЦФМ
Первые таунхаусы и апарт-комплекс – жильё для студентов и аспирантов МГУ Саров 2021-2023 года обучения – выполнены с помощью новой для России CLT-технологии, технологии многослойных клееных деревянных панелей. Массивные деревянные панели для наружных стен изготавливаются из склеенных между собой слоев пиломатериала различных пород дерева. Более плотные используются для наружных слоев, менее плотные – для внутренних. Эта технология позволяет строить здания быстро, а сами строения получаются крепкими, современными и предельно экологичными.
По традиции создания академгородков, кампус НЦФМ наполняется низкоэтажными зданиями. Первые жилые дома строятся вблизи главного корпуса МГУ Саров, жильё второй очереди создадут за центральным парком.
- Александр Феликсович, расскажите об этапах развития инфраструктуры Национального центра физики и математики и актуальных строительных решениях, использующихся при создании кампуса НЦФМ?
Александр Табачников,
заместитель директора по капитальному строительству АО «Атомэнергопром»:
- В 2023 году для формирования образовательной среды НЦФМ планируется к реализации 5,5 тысячи квадратных метров жилой инфраструктуры, а в прошлом году введено в эксплуатацию две тысячи квадратных метров для студентов набора 2021-2022 года обучения.
Первые здания кампуса филиала МГУ строились с помощью новой для России CLT-технологии. Мы придерживаемся мнения, что в НЦФМ инфраструктура также должна быть инновационной, поэтому одними из первых в нашей стране начали применять эту современную и экологичную технологию строительства. Апарт-комплекс для студентов и жилье для профессорско-преподавательского состава в этом году также будут построены из CLT-панелей.
Кроме того, на территории НЦФМ идёт строительство двух масштабных объектов – Центра коллективного пользования и Конгресс-центра. В части научной инфраструктуры до 2027 года планируется отдельно построить лаборатории «Астрофизика» и «Супермагнит», а также разместить часть лабораторий класса «мидисайенс» в быстровозводимых зданиях.
В 2023 году нижегородские студенческие стройотряды впервые открыли летний трудовой сезон в кампусе Национального центра физики и математики. Александр Михайлович, какое напутствие Вы бы дали студентам, решившим приступить к строительству академгородка XXI века на их и Вашей родной земле?
- В прошлом веке наша страна строила академгородки; в этом столетии многое изменилось: и наука, и технологии, и люди, которые создают науку. Национальный центр физики и математики – это первый проект современной России, который наша страна строит как новый комплекс для развития науки, образования и новых технологий. Очень важно, что за это дело взялся Росатом как самая высокотехнологичная компания России, которая знает, как надо умело переводить научные знания в технологии. За два года часть зданий уже построена, организована масштабная научная программа и обучение в магистратуре и аспирантуре в образовательном ядре НЦФМ – МГУ Саров. Очень важно, что мы приступили к строительству первых научных корпусов НЦФМ. Надеемся, что этот проект станет и вашим проектом, а уже через семь-восемь лет сможем вместе сказать, что мы построили Национальный центр физики и математики.
Александр Сергеев,
научный руководитель, НЦФМ академик РАН:
Около 60 студентов работают на студенческой стройке «Мирный атом – НЦФМ». Стройотряд, создающий кампус НЦФМ, включает студентов из Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского , Нижегородского государственного технического университета им. Р. Е. Алексеева, Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета и Саровского физико-технического института НИЯУ МИФИ. Алексей, расскажите о своих впечатлениях от участия в реализации национального научного проекта.
Алексей Мажитов,
командир студенческой стройки «Мирный атом — НЦФМ», боец студенческого стройотряда «Квант» Нижегородского государственного технического университета им. Р. Е. Алексеева:
- Проект строительства Национального центра математики и физики на территории Технопарка «Саров» – значимый объект для студенческих строительных отрядов всей России, и в частности нижегородских отрядов. Нам предстоит первыми приложить свои руки к созданию этого масштабного научного комплекса. Мы помогаем создавать Центр коллективного пользования и Конгресс-центр НЦФМ, жильё для преподавателей и студентов МГУ Саров.
Знаково, что именно в год 15-летия студенческих строительных отрядов (ССО) атомной отрасли нижегородские отряды открывают в своём регионе новую стройку Росатома, в которой принимают участие ССО. Ввод зданий в эксплуатацию запланирован на 2025 год, и студенты помогают воплощать эти сроки реализации в жизнь.
Открытие в России новой научно-исследовательской инфраструктуры – важное для студентов событие, поскольку многие из них в будущем планируют связать свою жизнь с атомной отраслью и работать непосредственно в Сарове. Для меня большая честь стать руководителем этого проекта, и я надеюсь, что под моим руководством студенты покажут отличные результаты и принесут максимум пользы на стройке национального масштаба.
Строительство для разгадывания тайн Вселенной
Создание агломерации нового типа, вхождение в число ведущих международных научных центров, реализация экспериментальных установок класса «мегасайенс», строительство университета и целого академгородка XXI века – амбициозные задачи Национального центра физики и математики до 2030 года. Найти тёмную материю, получить антивещество и создать передовые технологии на основе новых, ещё неизвестных физических принципов – эти фантастические задачи помогают решить ведущим и молодым учёным строители атомной отрасли.