Эксπир
Регистрация / Вход

Развитие глубоководных стационарных диагностических и управляющих систем нейтринных телескопов на оз. Байкал и проведение междисциплинарных исследований природных процессов в рамках Байкальского нейтринного проекта (Цойтен – Иркутск).

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.515.11.5079
Организация
ФГБОУ ВО "ИГУ"
Руководитель работ
Буднев Николай Михайлович
Продолжительность работ
2007 - 2008, 14 мес.
Бюджетные средства
1,4 млн
Внебюджетные средства
1,6 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
01.08.2007 - 30.09.2007
Осуществлен комплекс работ, необходимых для дальнейшего развития исследований по изучению природных потоков элементарных частиц и озера Байкал в рамках Байкальского нейтринного проекта. В соответствии с ТЗ по данному госконтракту и обязательствами по договору с институтом ДЕЗИ-Цойтен (Германия) проведен анализ различных вариантов систем сбора данных, диагностики и управления для будущего Гигатонного водного детектора на озере Байкал НТ1000 и модернизации систем сбора данных, диагностики и управления для действующих Нейтринных телескопов НТ-200 и НТ200+. Предлагаемая конфигурация позволит сократить количество необходимых глубоководных кабелей, которые составляют существенную долю в стоимости установок, увеличить «живое время» работы Байкальских нейтринных телескопов, повысить качество и объем получаемой информации. Разработан технический проект аппаратных средств и программного обеспечения для нового варианта систем сбора данных, диагностики и управления. Разработан глубоководный коммутатор с резервированием основных узлов для системы измерения координат установки НТ200. Разработана и изготовлена компьютерная сфера для управления диагностическими системами Нейтринного телескопа НТ200+. Она позволяет испытать технологию резервирования коммуникаций и отработать программы управления и сбора данных с гидрологических приборов. Сфера содержит одноплатный компьютер VIA EPIA, модем FlexDSL Discovery для связи с береговым центром, модем AVIV для связи с модулем акустического детектора, 5-портовый Ethernet-коммутатор (switch) фирмы 3COM, плату многоканального модема, трансформаторы связи и оптроны для управления модулями гидрологии. Компьютер функционирует под управлением ОС Linux. Аппаратные и вычислительные ресурсы позволяют наращивать систему в будущем. Например возможна установка веб-камеры для наблюдения в реальном времени подводной обстановки для изучения лимнологических процессов. Реальная полученная пропускная способность канала обмена с берегом 1 Мбит/сек. Скорость обмена с акустическим модулем – 500 кбит/сек.
В установках НТ200 и НТ200+ система диагностики и управления построена на контроллерах, реализованных на элементной базе 80-х годов прошлого века. В настоящее время она перестала отвечать требованиям, как по надежности, так и по технологичности. На замену этих контроллеров была разработана схема контроллера на базе микроконтроллера PIC18F452. Для внедрения нового контроллера в конкретные узлы предстоит добавить специфические для данных узлов блоки периферии и дописать обслуживающие их программы. На ее базе отлаживались протоколы связи.
Впервые разработана и экспериментально проверена новая методика изучения гидрофизических процессов с помощью когерентного акустического зондирования среды частотно-манипулированными сигналами. Она позволяет вести долговременный мониторинг динамических процессов с различными пространственно – временными масштабами. В основу этого метода положен способ регистрации вариаций фазы сигнала и искажений формы импульсов за счет частотной дисперсии затухания. Его разрешающая способность для измерения скорости движения воды, в том числе вертикальной компоненты, лучше 1 мм/с, а температуры - 0.001 градуса. Этим методом впервые была экспериментально измерена вертикальная компонента скорости движения воды в верхнем слое Байкала.
Проведены измерения природных потоков элементарных частиц с помощью Байкальских глубоководных нейтринных телескопов НТ200 и НТ200+ в соответствии с программой совместных научных исследований. Проведены наблюдения за развитием динамических процессов в озере Байкал с помощью трехмерной распределенной в объеме порядка 10 кубических километров сети гидрофизических, гидрооптических, гидроакустических и других приборов.
Развернуть
2
01.10.2007 - 07.12.2007
Разработан технический проект развития и модернизация гидроакустической системы измерения пространственных координат и системы гидрооптического контроля среды для Байкальских нейтринных телескопов НТ200, НТ200+ и НТ1000. Разработан, изготовлен и введен в эксплуатацию опытный образец гидроакустического маяка нового поколения. Проведены измерения пространственных координат регистрирующих модулей глубоководных детекторов. Разработаны и испытаны основные узлы гидрооптического комплекса “BAIKAL-4D”. На основе результатов долговременного непрерывного мониторинга поля температуры, выполненного с помощью трехмерной системы датчиков, построены новые модели вертикального и горизонтального обмена вод в озере Байкал. Впервые экспериментально установлено, что основной вклад в обновление глубинных вод вносят присклоновые опускания, вызванные атмосферными процессами.
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.06.2008
В рамках технического проекта развития и модернизации гидроакустической системы измерения пространственных координат (ГАСИК) для Байкальских нейтринных телескопов НТ200, НТ200+ и НТ1000 разработаны функциональные схемы маяков и формирователей запуска маяков, согласованного выходного каскада, гидроакустической системы измерения координат с частотной манипуляцией. Проведены работы по модификации подводного компьютерного узла связи гидрологической гирлянды с целью увеличения числа измерительных каналов. Подготовлено новое программное обеспечение ГАСИК, которое позволяет вести измерения в режиме удаленного доступа с помощью Internet. Осуществлен комплекс работ, необходимых для текущего технического обслуживания действующей ГАСИК НТ200 и НТ200+ и выполнены измерения положения в пространстве элементов Байкальского нейтринного телескопа.
Развернуть
4
01.07.2008 - 31.10.2008
Выполнена отладка и настройка новых и модернизированных систем сбора данных и диагностики Байкальских нейтринных телескопов НТ200, НТ200+, а также экспериментальной гирлянды Нейтринного телескопа НТ1000, осуществлен их физический пуск. Выполнены развертывание, монтаж, наладка настройка макета акустической системы измерения координат с частотной манипуляцией.
Развернута в присклоновой области дополнительная буйковая станция с высокоточными приборами для измерения температуры TR-1060. Развернута новая гидрооптическая система, которая позволяет вести долговременный мониторинг первичных оптических характеристик водной среды. Разработана, изготовлена и развернута геофизическая буйковая станция с оборудованием для 3-х компонентного мониторинга электрического поля Земли. Совместно с сотрудниками EAWAG (Швейцария) выполнен анализ полученных данных. Знания, полученные в ходе выполнения проекта, будут использованы для подготовки научно обоснованного прогноза изменений в протекании биогеохимических и гидрофизических процессов в озере Байкал, которые, вероятно, происходят из-за глобальных изменений климата и в результате антропогенной деятельности. Подготовлен проект дальнейшего развития междисциплинарных исследований с расширенным привлечением иностранных ученых и инвестиций.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.5 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области рационального природопользования
Тема
Разработка и испытание системы удаленного контроля надежности функционирования стационарных глубоководных комплексов на базе подводной компьютерной сети Байкальского нейтринного телескопа ИЯИ РАН на установке: "Байкальский глубоководный нейтринный телескоп ИЯИ РАН (БГНТ) (рег. № 01-14)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Организационно-техническое обеспечение проведения международной научной школы по физике нейтрино и астрофизике
Продолжительность работ
2011, 3 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
2
Тема
«Организационно-техническое обеспечение проведения международной молодежной научной школы «Физика нейтрино»».
Продолжительность работ
2012, 5 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Исследование свойств реакторных антинейтрино на установке: "Красноярский нейтринный комплекс (КНК) (рег. № 01-82)"
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
0,5 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка новых сцинтилляционных материалов на основе органических жидкостей для детектирования нейтринного излучения с участием научных организаций Франции.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 12 мес.
Бюджетные средства
4 млн
Количество заявок
1