Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
В России предложили способ строить жилье и хранилища из снега для освоения Арктики
Арктика — стратегически важный для России регион с огромными ресурсами. Однако ее освоение осложняется экстремальным климатом и удаленностью, что делает доставку строительных материалов и возведение инфраструктуры крайне дорогими и сложными. В качестве альтернативы используют местный снег, доступный большую часть года. Однако традиционные методы — резка блоков (иглу) или формирование в опалубке — имеют серьезные недостатки: они требуют особого снега, трудоемки и теряют теплоизоляцию при оттепели. Ранее для решения этой проблемы ученые Пермского Политеха разработали метод прессования снега с подплавлением. Теперь им удалось построить из таких блоков экспериментальную хижину и доказать ее высокие теплоизоляционные свойства и долговечность.
Арктика — стратегический регион, обладающий колоссальными запасами полезных ископаемых. Россия играет ключевую роль в их освоении, обеспечивая почти 40% мировой добычи арктических меди, никеля и алмазов. Потенциал региона огромен: около 48 миллионов квадратных километров, или почти треть территории страны, находится в этой зоне.
Однако освоение этих ресурсов сопряжено с серьезными трудностями. Экстремальный климат, вечная мерзлота и огромная удаленность от промышленных центров делают практически невозможным создание необходимой инфраструктуры — жилья для вахтовиков или складов для провизии. Любое строительство здесь становится сложнейшей логистической и экономической проблемой. Доставка традиционных материалов — бетона, металлоконструкций, кирпича — в эти широты чрезвычайно затратна, а зачастую технически невыполнима.
Поэтому снег, лежащий в Арктике по 8–10 месяцев в году, стал закономерным решением. Он доступен, бесплатен и, что особенно важно, хорошо держит тепло. Пытаясь применить его в строительстве, люди выработали два основных подхода. Первый — это возведение конструкций из вырезанных блоков, как в случае иглу. Второй — формовка блоков с помощью специальных разборных форм (опалубки) с последующим уплотнением.
Однако реализовать эти преимущества снега на практике крайне сложно. Классические методы имеют фундаментальные недостатки, которые подрывают их надежность как утепленных укрытий. Во-первых, они полностью зависят от наличия «правильного» снега — плотного ветрового наста. Без него построить защищенное от холода убежище невозможно. Во-вторых, даже с хорошим материалом требуются часы работы и большое мастерство для создания герметичной конструкции — непозволительная трата времени и сил в критической ситуации. В-третьих, при оттепели структура снега разрушается, его теплопроводность резко растет, и укрытие за несколько часов утрачивает свои изоляционные свойства. Таким образом, материал на деле оказывается крайне ненадежным хранителем тепла.
Ранее ученые Пермского Политеха разработали метод, призванный преодолеть эти ограничения — технологию прессования снега с одновременным подплавлением его поверхности. Теперь они провели серию экспериментов, в ходе которых построили из таких блоков полноразмерную хижину и доказали ее реальные теплоизоляционные свойства и долговечность. Статья опубликована в «Вестнике ПНИПУ. Прикладная экология. Урбанистика», том 1, 2025 год.
Для возведения сооружения использовалась подогреваемая опалубка — два листа фанеры с нагревательными элементами. Засыпанный между ними снег уплотняется, а легкий нагрев подтапливает поверхность, создавая монолитный блок с прочной ледяной коркой, что обеспечивает высокую и контролируемую прочность. Технология исключает трудоемкую резку и переноску, позволяя формировать стены сразу на месте. Из таких заготовок ученые построили экспериментальную иглу высотой около 1,8 метра со стенами толщиной почти 0,65 метра.
Главной целью первого эксперимента было выяснить, можно ли обогреть такую хижину теплом одного человека. В экстренной ситуации у полярника или геолога зачастую нет никаких внешних источников энергии — только тепло собственного тела. А оно, даже в полном покое, работает как небольшая печка, выделяя тепло мощностью около 60-100 ватт, примерно, как старая лампочка. Для опыта именно ее и поместили внутрь иглу, чтобы смоделировать присутствие человека.
— В течение десяти дней лампа накаливания мощностью 75 ватт непрерывно работала внутри. Этот срок позволил провести полный цикл наблюдений: зафиксировать не только первоначальный нагрев, но и выход температуры на стабильный уровень. Показания контролировались с помощью высокоточных датчиков, размещенных внутри помещения и в толще стены, данные с которых непрерывно записывались регистратором. В результате было установлено, что температура воздух в хижине поднялась с -21°C до +1°C, — рассказал Олег Зверев, кандидат технических наук, доцент кафедры общей физики ПНИПУ.
Этот рост на 22 градуса стал доказательством того, что тепла одного человека достаточно, чтобы создать в снежном укрытии жизнеспособные условия. На практике с несколькими людьми или дополнительным снаряжением температура будет значительно выше. Тепла двух-трех человек будет достаточно для поддержания в таком укрытии уже комфортной плюсовой температуры. Даже компактная газовая горелка или свеча позволит быстро прогреть помещение до значений, пригодных для безопасного отдыха.
В ходе эксперимента выяснилось, что практически вся энергия (99,9%) поглощается массивом снежных стен.
— Для точной оценки изоляционных свойств мы вплавили датчик прямо во внутреннюю поверхность стены, чтобы точно замерить температуру на ее границе с помещением. После того как система вышла на стабильный режим работы лампы, мы по разнице температур между этой точкой и серединой стены вычислили основной параметр — теплопроводность. Он определяет, насколько эффективно материал сберегает энергию, и чем меньше это значение, тем лучше. Оказалось, что наш прессованный снег имеет показатель 0,39 Вт/(мК), — объяснил Олег Зверев.
Для сравнения, у кирпичной стены значение почти вдвое выше (0,6–0,8). Это значит, что стена из такого снега будет чрезвычайно медленно выпускать накопленное тепло. Благодаря этому даже слабый и постоянный внутренний источник (как человек) способен эффективно поддерживать внутри температуру около 0 °С в течение долгого времени.
— Также мы оценили долговечность снежных сооружений в условиях весеннего потепления. Конструкция начала работать как естественная холодильная камера. Наблюдения велись в марте-апреле с помощью все тех же температурных датчиков, которые непрерывно фиксировали, как меняются показания внутри помещения, в толще стены и снаружи, — поделился Олег Зверев.
Данные показали, что даже когда на улице периодически теплело до +14 °C, внутри хижины почти три недели держалась температура около 0°C. Это происходит благодаря свойству льда: для его плавления требуется значительная энергия. Пока стены остаются ледяными, тепло снаружи в первую очередь расходуется именно на этот процесс, а не на повышение температуры воздуха внутри. Сама конструкция будет стоять и работать как «холодильник» до тех пор, пока ее стены полностью не растают. В условиях весны, когда заморозки чередуются с оттепелями, этот процесс может растянуться на несколько недель или месяцев. Это доказало, что такие снежные сооружения полезны не только зимой, но и в межсезонье для хранения запасов.
Таким образом, разработка ученых имеет ряд ключевых преимуществ перед традиционными методами. В отличие от классического иглу, для которого нужен особый «ветровой» снег, новая технология позволяет быстро строить из любого снега, обеспечивая предсказуемую прочность и герметичность. Стены такой конструкции доказано сохраняют тепло почти вдвое эффективнее многих традиционных строительных материалов, накапливая и удерживая даже слабое тепло человеческого тела для поддержания стабильного микроклимата. Кроме того, сооружение универсально. Все это создает основу для дешевой, автономной и быстровозводимой инфраструктуры в условиях Арктики.
Telegram 
Дзен 
VK Энтомологи сравнили устойчивость коммерческих и диких гибридных медоносных пчел к главному паразиту ульев — клещу варроа. Полевые и лабораторные тесты показали, что гибриды заражаются в пять раз реже, поскольку их личинки не нравятся паразитам. Пчела-гибрид выживает без регулярных химических обработок и, что важно для пчеловодов, сохраняет миролюбивый характер.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно