Кратко о главных достижениях науки России в 2025 году: авиация, космос, лазеры и многое другое

Отечественные ученые трудились в поте лица весь прошедший год. Они смогли совершить много прорывов в различных областях науки. В данной статье собраны важнейшие достижения каждого месяца 2025 года. Некоторые из них более локальные, позволяющие эффективнее и экономичнее решать определённые задачи, а некоторые — показывают, что Россия до сих пор находится на острие международного научного сообщества.

Январь: Разработали методику расчёта усталостной прочности деталей авиации

Прямо в начале года отечественные учёные разработали методику расчёта усталостной прочности авиационных конструкций. Она учитывает влияние нелинейности напряжений, жесткости преднагруженной модели, а также деградацию свойств материала по мере нарастания поврежденности. Именно учёт данных факторов оказался критически важен, поскольку они могут изменить время жизни конструкции на величину от нескольких раз до нескольких порядков. В итоге, используя данную модель, сотрудники лаборатории №2 «Аэроакустика и вибрации» НЦМУ «Сверхзвук» уже провели расчет усталостной прочности защитной панели двигателей сверхзвукового пассажирского самолета.

Февраль: Провели лётные испытания проникающего ударного зонда для изучения Венеры

Группа учёных Московского авиационного института (МАИ) на основе проекта «Марс-96», в рамках которого была построена установка для испытаний по внедрению зонда в различные типы грунтов, разработала технологию проникающего ударного аппарата для Венеры. Изучение данной планеты позволит лучше понять процессы зарождения и развития Земли, так как она схожа с нашей по массе, размерам, получаемому от Солнца количеству тепла и другим параметрам. Теоретические разработки подобного аппарата уже существуют давно, однако ни одна страна до этого момента ещё не завершила лётные испытания. Российский же зонд уже прошёл этот этап, а в настоящее время учёные работают над моделированием спуска и эффективного внедрения устройства в грунт. Из-за аномально высокой плотности атмосферы оранжевой планеты для погружения на необходимую глубину зонд должен не тормозить, как это обычно происходит при посадке, а наоборот — получить дополнительное ускорение.

Март: Разработали материал для мощных, но дешевых постоянных магнитов

Российские учёные придумали технологию, благодаря которой дорогостоящие магниты из сплава неодим-железо-бор можно будет заменить на магниты из гексагональных ферритов бария или стронция. Они значительно дешевле, доступнее, устойчивее к химическим воздействиям и коррозии, но до этого времени имели недостаточную мощность. Учёным удалось получить нанопластинки гексаферрита уникальной формы, применив специально подобранные условия синтеза, которые затем подвергли низкотемпературному спеканию (900 °C). Коэрцитивная сила полученных магнитов выросла до 5,6 кЭ (с 4 кЭ для широко используемых марок ферритов бария, а у неодимовых магнитов этот показатель колеблется от 6 до 12 кЭ). Однако смена неодима, добыча которого является сложным и дорогостоящим процессом, на новые материалы компенсирует небольшую потерю мощности.

Апрель: Увеличили добычу высоковязкой нефти с помощью нового катализатора

На фоне истощения запасов лёгкой нефти остро встал вопрос о добыче тяжёлой сырой, или высоковязкой нефти. Однако процесс её извлечения и переработки крайне сложен. Она имеет высокую вязкость и плотность из-за содержания асфальтенов, смол и других органических соединений. Отечественные учёные решили использовать метод каталитического акватермолиза, в котором катализаторы разрушают сложные молекулы нефти, превращая их в более легкие и улучшая состав, что снижает вязкость нефти и делает ее более пригодной для переработки. Отечественные учёные разработали и протестировали катализаторы на основе железа, никеля, кобальта, хрома и меди. Изучив результаты, они выбрали наиболее эффективную смесь — железо и никель в соотношении 85:15. Далее катализатор был протестирован в полевых условиях на Аксеновском месторождении в Самарской области. Благодаря ему содержание воды в нефти снизилось с 99% до 30%, что значительно упростило процесс очистки и уменьшило износ оборудования.

Май: Создали отечественный цезиевый стандарт частоты для точного времени

Сложные устройства на основе осциллятора (предмета, колеблющегося с определенной частотой), позволили человечеству измерять время с высокой точностью. Механические часы измеряют время периодом колебаний маятника или пружины. Кварцевые работают за счёт колебаний пластинок кварца под воздействием электричества. Однако эти приборы со временем теряют точность из-за износа. Венцом развития технологий измерения времени стали атомные часы, которые работают за счёт частоты, с которой атомы испускают электромагнитное излучение. Холдинг «Росэлектроника» (входит в Ростех) представил на конференции «Цифровая индустрия промышленной России» цезиевый стандарт частоты и времени-2021 (ЦСЧВ-2021), обеспечивающий сверхточную синхронизацию аппаратуры для мобильных сетей, центров обработки данных, метрологических, навигационных и космических систем, а также научных исследований, работающий на цезии-133. Подобное оборудование до этого момента можно было купить только в США и Швейцарии.

Июнь: Придумали золотой стандарт защиты от подделок

Ведущей технологией защиты на данный момент является создание меток на основе случайных структур (например, узор из частиц, рассыпавшихся в хаотичном порядке). Воспроизвести их можно только вручную, что крайне сложно и практически неосуществимо. Увеличение надёжности достигается за счёт уменьшения размеров, вплоть до наномасштабов. Ограничивают технологию существующие оптические микроскопы, так как они недостаточно мощные, что затрудняет считывание всё более мелких меток не только мошенниками, но и самими учёными. Чтобы обойти оптический порог современных микроскопов, учёные предложили считывать информацию с метки при помощи оптического сигнала фотолюминесценции. Каждая гибридная наночастица на основе золота и кремния при воздействии на неё лазером излучает свет с уникальным спектром, зависящим от её внутренней структуры. Поэтому даже если повторить физический рисунок, спектральный останется уникальным.

Июль: Разработали программное обеспечение для улучшения работы спутников

Учёные из Новосибирска разработали специальное программное обеспечение, с помощью которого можно наглядно анализировать и сравнивать различные алгоритмы проведения измерений между спутниками. Программа оценивает их по таким важным показателям, как число спутниковых пар, участвующих в измерениях, общее количество сеансов, скорость работы алгоритма и равномерность распределения измерений по времени. Чтобы измерения были эффективными, нужно заранее определить, какие спутники будут проводить сеансы и в какое время. Планирование должно охватывать всю спутниковую систему, быть устойчивым к изменениям погодных условий и техническим неполадкам, а также учитывать ограничения, связанные с реальными условиями работы в космосе. В итоге исследование приведёт к улучшению качества геопозиционирования в будущих поколениях глобальных навигационных спутниковых систем.

Август: Нашли организованную жизнь на глубине 9500 метров

Жизнь глубоко под водой крайне тяжела из-за колоссального давления, к которому некоторые организмы по-разному приспособились, отсутствия света, без которого также научились обходиться, и неимоверно малого количества пищи — обычно это затонувшая органика или трупы рыб и китов, живших повыше. Поэтому на больших глубинах можно встретить лишь одиночные создания, так или иначе выживающие в подобных условиях. Учёным института океанологии в составе международной группы удалось обнаружить богатые сообщества живых организмов на глубине до 9,5 километра в хадальной зоне Тихого океана на дне пятого по глубине Курило-Камчатского желоба. Организмы там получают энергию не от солнечного света, а за счет химических веществ (сероводорода и метана), выходящих из недр Земли. Среди найденных видов — моллюски, многощетинковые черви, амфиподы и морские огурцы. Открытие демонстрирует исключительную устойчивость жизни и расширяет представления о глубинной биосфере и возможных условиях зарождения жизни на Земле.

Сентябрь: Создали уникальную технологию изготовления СВЧ-микросхем 

Специалисты АО «Светлана-Рост» разработали первую в России библиотеку топологий и моделей стандартных элементов субмикронного уровня, предназначенную для проектирования мощных СВЧ-микросхем. Разработка устраняет зависимость от импортных компонентов и формирует основу отечественной платформы проектирования СВЧ-электроники на основе нитрида галлия для систем связи, навигации и радиолокации. Дополнительно модернизирована технология производства микросхем на арсениде галлия с рабочими частотами до десятков гигагерц. Удалось повысить стабильность и эффективность производства: выход годных микросхем увеличен примерно на 30%, а число технологических запусков на партию сокращено почти вдвое. Все технологии уже прошли испытания и готовы к серийному выпуску и масштабированию. На данный момент предприятие расширяет производственные мощности и закупает новое оборудование для их внедрения.

Октябрь: Собрали перовскитный мемристор

Мемристоры — энергоэффективные элементы (ведь они потребляют меньше энергии, чем обычные кремниевые транзисторы) для хранения и обработки информации, перспективные для ИИ и нейроморфных вычислений, в системах машинного зрения, акустико-речевых системах и биоинтерфейсах. Перовскиты считаются подходящими материалами для мемристоров, но раньше их ограничивала низкая стабильность из-за поликристаллической структуры. Учёные ИТМО совместно с зарубежными коллегами разработали стабильный перовскитный мемристор на основе монокристаллического нанокуба из цезий бромида свинца (CsPbBr₃) и химически инертных электродов. Устройство выдерживает более 1500 циклов перезаписи и сохраняет работоспособность в течение месяцев при комнатных условиях. Разработка открывает путь к созданию компактных, быстрых и энергоэффективных нейроморфных процессоров и масштабируемых мемристорных схем для искусственного интеллекта.

Ноябрь: Улучшили свойства лазеров

Ученые ИТМО разработали рекордно тонкое устройство, которое уменьшает длину волны лазерного луча в три раза. Этот процесс, известный как генерация третьей гармоники (процесс в нелинейной оптике, при котором лазер проходит через нелинейный кристалл и длина волны света уменьшается), теперь стал эффективнее благодаря пленке из халькогенидного сплава толщиной всего 20 нанометров. Она генерирует излучение в широком диапазоне длин волн без усиления нанорезонаторами и показывает результат в 100-1000 раз лучше аналогичных наноустройств. Секрет разработки — в тонких пленках из халькогенидного сплава германия, сурьмы и теллура, который ранее использовали в DVD-дисках и элементах оптической памяти. Разработка будет полезна для исследования тканей и клеток в лазерных сканирующих микроскопах и обработки сигналов в фотонных интегральных схемах для квантовой коммуникации.

Декабрь: Собрали устройство для наблюдения за кровотоком без хирургического вмешательства

Под самый конец 2025 года учёные из Института прикладной физики РАН совместно с зарубежными коллегами создали первую в мире сферическую многоэлементную антенну из гибкого пьезополимера для оптоакустической томографии. Антенна состоит из 512 независимых ультразвуковых датчиков и обеспечивает высокочувствительную визуализацию сосудов в реальном времени. Технология позволяет без хирургического вмешательства наблюдать кровоток от крупных артерий до капилляров размером с эритроцит. Разработка повышает точность (она позволяет видеть в 4 раза больше сосудов и в 10 раз точнее различать степень насыщения крови кислородом) и информативность диагностики сердечно-сосудистых и мозговых заболеваний. Она перспективна для биомедицины и неразрушающего контроля, а также фундаментальных биологических исследований.