Северный полюс-41

Точка старта

Позиция на 6.04.2023

Шпицберген

Маршрут «СП-41»

17 сентября 2022 года экспедиция отправилась из Мурманска в направлении Новосибирских островов.^[2] Станция была открыта 2 октября 2022 года в 7 часов утра по местному времени в Северном Ледовитом океане, пришвартовавшись к кромке ледового поля (площадью около 42 км²) в точке с координатами 82°37’ с. ш. 155°31’ в. д.. Дрейф станции прошёл через приполюсный район и завершился в Гренландском море, откуда через пролив Фрама платформа «Северный полюс» вернулся в Мурманск. Использование не имеющего аналогов судна существенно расширило возможности экспедиции и гарантировало её устойчивость по сравнению с прерванной из-за таяния льдов экспедицией «СП-40» 2013 года^[3].

На станции находилось 34 человека научного персонала и 14 членов экипажа ЛСП «Северный полюс». За время работы экспедиции дважды проведена ротация состава полярников. В апреле 2023 года состоялась первая ротацию экспедиционного состава станции. Для доставки полярников использовался аэродром на Научно-исследовательском стационаре «Ледовая база Мыс Баранова» на Северной Земле и ледовый лагерь «Барнео». В августе 2023 года к дрейфующей станции отправилось научно-экспедиционное судно «Академик Трёшников», доставившее продукты, научное оборудование и смену судового состава. В этот же период ЛСП перешвартовалась к новому (более устойчивому к разрушению) ледовому полю.^[4]

2 мая 2024 года станция завершила свою работу, за 19 месяцев преодолела около 3 000 морских миль. Конечная точка дрейфа на 2 мая 2024 года в районе острова Шпицберген — 80° 55.78' с. ш. 22° 21.98' в. д. Научное судно, завершая экспедицию, самостоятельно вышло на открытую воду из ледового покрова.^[5]

Экспедиция российской научно-исследовательской дрейфующей станции «Северный полюс-41»

В отличие от всех предыдущих экспедиций, ядром станции стало судно специальной постройки — ледостойкая самодвижущаяся платформа «Северный полюс», служащая одновременно транспортным средством, местом проживания, научно-исследовательским центром, в том числе имеется 15 лабораторий и серверная система хранения полученных данных, в корпус судна вмонтированы датчики для изучения ледовой обстановки. Радиус сети наблюдений вокруг платформы составил до нескольких десятков километров. В арсенале учёных имелись беспилотные летающие аппараты, метеорологические буи, управляемые подводные аппараты.^[3]

В дополнение к бортовой инфраструктуре предусматривалось строительство ледового научного лагеря, подготовка которого была завершена в ноябре. Лагерь включал в себя легковозводимые геофизический, лёдоисследовательский и метеорологические дома-лаборатории, а также океанографический терминал, магнитный павильон, мастерскую, ледовый морфометрический полигон и полигон «Торос». Новый формат — с поддержкой ледостойкой платформой — показал свою эффективность, так как для обустройства лагеря потребовалось не больше месяца.^[6]

В ходе экспедиции развёртывалась измерительная система по исследованию крупномасштабных колебаний ледяного покрова и его отклика на атмосферные возмущения. Также оборудовались две вертолётные площадки и взлётно-посадочная полоса для приёма самолёта Ан-74.

Научная программа экспедиции была сформулирована в июне 2022 года и включала в себя исследования закономерностей и причин изменения климата Арктики в годовом цикле при помощи результатов комплексных измерений в атмосфере, во льду и в океане, проверка прогнозов, связанных с изменением климата.^[7]

За период работы станции выполнена программа из 50 направлений междисциплинарных научных исследований, включающих изучение природных компонентов Арктического региона от дна Северного ледовитого океана до стратосферы. Запланированная программа выполнялась в полном объёме на борту судна и на дрейфующем льду в ледовом лагере.

Новое судно-платформа, в сравнении с традиционными дрейфующими станциями, значительно повысило качество условий труда в полярной зоне, обеспечивая безопасность научных сотрудников и открыло для исследований новые направления как геология, гидробиология, океанография, гидрохимия, геофизика. Выполнение полномасштабных исследований по этим направлениям невозможно без использования грузоподъёмных механизмов, средств обеспечения стабильного температурного режима и пространственного положения, источников электропитания большой мощности.

В основной перечень исследований входили:

Метеорология

• непрерывные метеорологические наблюдения из ледового лагеря с передачей информации заинтересованным учреждениям;
• регистрация температуры воздуха на вертикальном профиле от поверхности до высоты 1000 м;
• актинометрические наблюдения, регистрация содержания метана, углекислого газа, озона, водяного пара в приземном слое воздуха газоанализаторным комплексом со льда;
• измерения счётной концентрации аэрозоля методом фотоэлектрической регистрации частиц;
• измерения массовой концентрации чёрного углерода;
• измерения спектра солнечной радиации, общего содержания озона;
• определение аэрозольной оптической толщины и влагосодержания атмосферы.

Аэрология

• температурно-ветровое зондирование атмосферы с борта судна.

Геофизика

• непрерывные гравиметрические наблюдения;
• приём радиосигналов передатчиков наклонного зондирования ионосферы;
• сбор данных камерой всего неба;
• регистрация уровня УФ-индекса;
• регистрация полного вектора магнитной индукции;
• регистрация составляющих вектора магнитной индукции и их вариаций;
• регистрация ОНЧ/СНЧ сигналов.

Гидроакустика

• непрерывная регистрация показаний гидроакустического комплекса;
• гидроакустическое сопровождение океанографических, биологических и геологических работ.

Океанография

• регистрация параметров поверхностного слоя забортной воды с использованием лабораторного комплекса непрерывного анализа;
• отбор проб воды для проведения изотопного анализа;
• термохалинное профилирование зондом на океанографическом терминале;
• термохалинное профилирование и отбор проб воды на 24 горизонтах судовым океанографическим комплексом;
• регистрация скоростей течений на океанографическом терминале акустическим доплеровским профилографом;
• регистрация параметров пульсаций в подлёдном слое на турбулентном кластере;
• измерение термохалинных характеристик на 3 горизонтах с использованием косы СТД-регистраторов.
• обработка и анализ собранных данных.

Гидрохимия/Экология

• отбор проб поверхностного слоя воды для анализа на биогенные элементы;
• гидрохимический анализ проб морской воды, отобранных на 24 горизонтах, снега, льда;
• определение общего углерода и общего азота;
• обработка и анализ собранных данных.

Исследования ледовых качеств судна

• систематизация и анализ данных cистемы мониторинга ледовых нагрузок, получаемых в результате сжатий и подвижек льда;
• обработка материалов, полученных в ходе выполнения экспериментов по динамической тарировке датчиков системы мониторинга ледовых нагрузок (СМЛН);
• трёхмерное моделирование корпуса судна;
• исследования физических и прочностных свойств льда.

Гидробиология

• выполнены ловы фито- и зоопланктона на океанографическом терминале;
• отбор проб льда, воды из снежниц для определения содержания хлорофилла и общевидового состава;
• фильтрация и консервация проб льда для определения содержания хлорофилла, фитопланктона, бактерий;
• определение содержания хлорофилла, фитопланктона, бактерий в пробах воды с 11 горизонтов;
• спуск/подъём биологической драги, бентосные исследования проб донного грунта;
• анализ материалов.

Геология

• спуск/подъём бокс-корера для поверхностных проб донного грунта и проб воды на придонном горизонте;
• спуск/подъём пробоотборной трубки для проб донных отложений 1,4 м;
• геохимические исследования донных отложений;
• изучение минералогического состава образцов донных осадков;
• изготовление смерслайдов;
• анализ поровых вод.

Ледоисследования

• анализ графических материалов ледового радара;
• регистрация и анализ данных сейсмометрического ледового комплекса;
• исследования текстуры льда, изготовление шлифов в лабораторных условиях;
• на полигонах «ТОРОС-2» и «ТОРОС-3» выполнено бурение и измерения толщины льда контактным способом, проведена снегомерная съёмка и подлёдная видеосъёмка, а также с применением гидролокатора.^[8]

Предполагается, что собранные данные повысят безопасность навигации по Северному морскому пути. Серия подспутниковых экспериментов призвана улучшить результаты дешифровки и интерпретации спутниковых снимков.^[9]