Об утверждении Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2008-2012 годы (с изменениями на 15 июня 2009 года) (фактически утратило силу в связи с истечением срока действия)

Направление фундаментальных исследований

Ожидаемые результаты

I. Математические науки

1. Современные проблемы теоретической математики

исследования научных проблем алгебры, теории чисел и математической логики, таких, как теория инвариантов, однородные пространства групп Ли, асимптотические задачи, связанные с комбинаторикой, классификация алгебраических многообразий, исследование пространств модулей векторных расслоений и категорий пучков, нахождение групп Галуа локальных и глобальных полей, аналитические свойства дзета-функций алгебраических многообразий, доказательство гипотезы Римана о нулях дзета-функции, нахождение решений диофантовых уравнений, а также проблема перебора (P=NP).
Применение результатов этих исследований в алгебраической геометрии и теории чисел - в криптографии (новые алгоритмы разложения чисел на множители), математической логике - в обосновании современных методов кодирования в криптографии с открытым ключом, а также при определении связей алгебраической геометрии с математической физикой. Решение задачи геометрии и топологии, в частности исследования гомотопических групп сфер, классификации особенностей и

узлов, построения инвариантов гладких многообразий, классификации симплектических 4-мерных многообразий, некоммутативной геометрии, асимптотической геометрии, изучение квазиизометрических отображений. Применение результатов в качественных задачах механики, оптимального управления, теории игр, математической экономики, теоретической физики. В области математического анализа исследования по теории аппроксимации и интерполяции в вещественной и комплексной области, по теории возмущений и классификации операторов в гильбертовом пространстве, в многомерном гармоническом анализе, по разработке эффективных численных методов приближенных вычислений и гипотезы о якобиане, по теории представлений бесконечномерных групп Ли и квантовых групп. Применение результатов в радиотехнике и метеорологии, в математической физике. В области

теории вероятностей и математической статистики исследования асимптотических задач математической статистики, асимптотических свойств случайных матриц и более общих моделей, связывающих классическую и некоммутативную теорию вероятностей, гауссовских аппроксимаций эмпирических случайных процессов, теории марковских цепей общего вида и ее связи с теорией особых случайных возмущений гиперболических динамических систем, а также развитие методов извлечения знания из больших массивов информации, формирование способов защиты информации, разработка математических методов моделирования и исследования объектов, не допускающих однозначного формального описания (распознавание образов и речи, модели больших систем взаимодействующих объектов, символьные вычисления и машинные методы доказательства теорем). Применение результатов в математической экономике и эконометрике, финансовой математике и инженерии, актуарной (страховой) математике, моделях финансовых рынков и методах теории алгоритмов

в расшифровке генома человека. В области дифференциальных уравнений получит дальнейшее развитие теория интегрируемых систем с бесконечным числом степеней свободы, предполагается проведение поиска многомерных аналогов интегрируемых систем, разработка оптимального управления сложными системами и построение математической теории калибровочных полей. Результаты исследований будут использоваться в задачах гидро- и аэродинамики, физики сильно нелинейных сред и единой теории взаимодействия элементарных частиц

2. Математическая физика и математические проблемы механики, физики и астрономии

развитие математической теории хаоса и турбулентности, исследование вопросов устойчивости решений системы Навье-Стокса и других эволюционных уравнений и систем, доказательство существования, единственности и регулярности решений для различных моделей математической гидродинамики и классификация сингулярностей решений эволюционных уравнений. Исследование математических методов и моделей квантовой теории, обратных задач и задач управления в тепломассопереносе, магнитной гидродинамике и подводной акустике, разрешимости трехмерных уравнений Навье-Стокса, задач со свободными границами, нелинейных явлений в сплошных средах, автономной навигации, планет дальнего космоса, микрогравитации, микроспутников и наноспутников, астероидно-кометной опасности и "космического мусора". Результаты найдут применение в энергетике, транспорте, экологии, ядерных реакторах, исследованиях космического пространства и физики элементарных частиц

3. Вычислительная математика, параллельные и распределенные вычисления

в области вычислительной математики разработка принципиально новых методов современной вычислительной математики для решения многомерных обратных задач, задач оптимального управления и задач ассимиляции данных, базирующихся на общей теории прямых и сопряженных уравнений, методах нелинейной аппроксимации и тензорного анализа и использовании параллельных вычислительных комплексов. Применение этих результатов в долгосрочном прогнозе и всестороннем изучении глобальных изменений на планете Земля, решении проблемы предсказуемости будущих изменений климата, обусловленных в первую очередь выбросом человечеством парниковых газов, разработке вычислительных методов решения многомерных нестационарных задач вариационного усвоения данных наблюдений (спутниковых, измерений с кораблей и др.) и управлении сложными системами и в численном решении таких задач, а также в разработке системы четырехмерного усвоения данных для океанических бассейнов, в первую очередь для бассейна Северного Ледовитого океана, как наиболее важного региона с точки зрения интересов России. Основные направления исследований в области параллельных и распределенных вычислений - языковая и инструментальная поддержка разработки эффективных, масштабируемых, переносимых параллельных программ для высокопроизводительных вычислительных систем. Применение результатов в обеспечении высокой эффективности и надежности программного обеспечения на всех уровнях аппаратуры и обеспечении возможности разработки параллельных программ специалистами по математическому моделированию

4. Математическое моделирование в науке и технике

в области математического моделирования разработка модели среды обитания человека, антропогенного влияния на окружающую среду, природных и техногенных катастроф, развитие климатической модели в направлении учета углеродного цикла и химических процессов трансформации малых газовых примесей, модели динамики естественных и искусственных возмущений в ионосфере Земли, взаимодействия этих возмущений с окружающей средой и с магнитным полем Земли на основе 3D уравнений магнитной газодинамики с учетом диффузии геомагнитного поля в плазму, развития неустойчивостей и воздействия возмущений на протяженные электроэнергосистемы, а также разработка и реализация модели прохождения паводков, переноса загрязнений в разветвленных речных системах, модели нелинейных динамических процессов в электроэнергетических сетях и крупных сетевых аварий. Разработка моделей индустриальных задач, в том числе моделей и алгоритмов для проектирования и оптимизации ядерно-технических устройств различного назначения, моделей процессов генерации, распространения и воздействия электромагнитных импульсов на объекты и аппаратуру при самосогласованном описании полей и импульсных источников излучения, моделей современных нанотехнологий с целью получения новых материалов, моделей агрегаций нанопорошков с учетом движения газа в химически активной среде, моделей процессов образования нанокристаллов из аморфной фазы, моделей процессов добычи органических топлив с целью ее оптимизации. Разработка моделей экономики и социальных процессов, в том числе моделей, описывающих эволюцию российской экономики, методов аппроксимации множеств достижимых значений критериев качества в задачах управления и принятия решений и использование их в приложениях. Исследования социально-политических процессов, происходящих в отдельных регионах и группах населения, в целях управления риском социальных нестабильностей. Разработка моделей биологических систем и химических

процессов, в том числе математических и имитационных моделей функционирования мозга человека, моделей современных задач механики и физики сплошной среды. Исследование фундаментальной взаимосвязи макро- и микромира на различных масштабах во Вселенной и моделирование нестационарных явлений и процессов на основе фундаментальных законов. Разработка и реализация сетевых вычислительных моделей, национальной системы научного мониторинга и др.

5. Современные проблемы дискретной математики и теоретической информатики

в области теоретической информатики проведение интеллектуального анализа данных, решение задач распознавания и прогнозирования, разработка поддержки принятия решений. Применение этих результатов при создании эвристических информационных моделей, формализующих "правдоподобные рассуждения", на основании которых обычно принимает решения человек (решения о выборе объектов для налоговых проверок, выявление участников торгов, демонстрирующих "необычное поведение", решения о здоровье пациента и др.). В области дискретной математики и математической кибернетики проведение оптимального синтеза управляющих систем, развитие теории кодирования, передачи, поиска и обработки информации, исследования применения математической логики к задачам информатики и математической кибернетики. Применение результатов при нахождении управляющих систем, реализующих предписанное функционирование при минимальной сложности, при изучении проблем синтеза реальных многозначных структур и автоматов, при построении разрешающих процедур для формальных систем, а также в задачах распознавания, поиска и хранения информации в современной молекулярной биологии, генетике, больших информационных системах типа сети Интернет

II. Физические науки

6. Актуальные проблемы физики конденсированных сред, в том числе квантовой макрофизики, мезоскопики, физики наноструктур, спинтроники, сверхпроводимости

получение экспериментальных и теоретических данных, позволяющих выработать критерии прогноза важнейших физических свойств новых уникальных материалов. Ожидаются новые фундаментальные знания на стыке физики, химии и биологии с использованием самой современной базы физических исследований. Выявление закономерностей поведения веществ в наносостоянии и установление свойств мезоскопических систем. Разработка гетероструктур на широком классе материалов для целей наноэлектроники, оптоэлектроники и спинтроники. Нахождение путей реализации высокотемпературной сверхпроводимости. Изучение свойств магнитных наносистем, нанокомпозитов и многослойных гетероструктур, перспективных для спинтроники. Разработка физических принципов и технологий получения новых функциональных элементов полупроводниковой наногетероэлектроники, оптоэлектроники и спиновой электроники. Исследование транспорта электронов и эмиссионных характеристик слоев с углеродными нанотрубками. Разработка физических основ нового поколения систем отображения информации с использованием полярных и фотонных свойств жидких кристаллов. Разработка эпитаксиальной технологии синтеза гетероструктур с двумерным электронным газом для полевых транзисторов СВЧ диапазона (10-100 ГГц и выше), в том числе приборов большой мощности. Исследования влияния примесей на сверхтекучие фазы гелия-3. Выяснение механизма явления неклассического вращения квантовых кристаллов при низких температурах. Исследование локализации и транспорта электронов в мезоскопических структурах для создания сверхвысокочастотных транзисторов (100 ГГц и в перспективе приближение к терагерцовому диапазону), а также так называемых "одноэлектронных" систем, то есть систем, чувствительных к изменению

зарядового состояния при добавлении или уводу одного электрона. Изучение оптических свойств наноструктур, определяющих возможность разработки высокоэффективных полупроводниковых излучателей света - светодиодов широкого спектра свойств и лазеров, а также преобразователей световой энергии в электрический ток и высокочувствительных фотоприемников. Решение проблемы создания больших интегральных схем с высокой плотностью элементов. Создание совершенных прецизионных методов и способов размерной обработки полупроводниковых наноструктур с использованием литографических методов. Ожидается создание прецизионных оптических систем ультрафиолетового и рентгеновского диапазона. Для исследований в области нанотехнологий необходима разработка тонких диагностических методов. Переход к наноразмерным элементам требует разработки высокоскоростных и высокочувствительных приборов с высоким пространственным разрешением - атомно-силовых, туннельных микроскопов, оптических микроскопов ближнего поля, в том числе с применением фемтосекундной лазерной техники

7. Физическое материаловедение: новые материалы и структуры, в том числе фуллерены, нанотрубки, графены, другие наноматериалы, а также метаматериалы

ожидается реализация и оптимизация синтеза одностенных углеродных нанотрубок. Развитие технологии синтеза 2 типов оптических сред, включающих одиночные углеродные нанотрубки: водные суспензии и тонкие полимерные пленки. Создание гетероструктур с квантовыми точками, обеспечивающих рекордные мощности и эффективность преобразования электрической энергии в оптическое излучение в полупроводниковых лазерах. Разработка элементной базы для производства высокопроизводительных компьютеров нового поколения. Поиск при высоких давлениях новых фаз материалов с необычными и полезными свойствами.

Исследование и разработка технологий полупроводниковых структур для солнечной энергетики. Разработка гетероструктур на основе широкозонных нитридов в системе Al-Ga-In-N и узкозонных твердых растворов АВ-N с малым содержанием азота для микро- и оптоэлектроники. Разработка новых композиционных конструкционных материалов и материалов со специальными физическими свойствами на основе систем металл-металл, металл-керамика, керамика-керамика в наноструктурном состоянии. Формирование аморфных твердых соединений легких элементов с дейтерием и тритием для альтернативных ядерных топливных элементов для инерциального термоядерного синтеза. Разработка новых кристаллических и керамических элементов для фотоники и лазерной физики

8. Актуальные проблемы оптики и лазерной физики, в том числе достижение предельных концентраций мощности и энергии во времени, пространстве и спектральном диапазоне, освоение новых диапазонов спектра, спектроскопия сверхвысокого разрешения и стандарты частоты, прецизионные оптические измерения, проблемы квантовой и атомной оптики, взаимодействие излучения с веществом

ожидается достижение теоретически возможных концентраций энергии во времени, пространстве и спектральном диапазоне, освоение новых диапазонов спектра. Развитие фемтосекундной и аттосекундной оптики. Создание лазерных источников сверхкороткого оптического излучения для управления динамическими процессами в физических, химических и биологических системах и их модификации на молекулярном и атомном уровнях, передачи информации с плотностью на уровне 10 бит/с по оптоволоконным каналам связи, практического освоения сверхсильных оптических полей петаваттного (10 Вт) уровня мощности и с интенсивностями на уровне 10 Вт/см в интересах фундаментальных и прикладных исследований экстремального состояния вещества. Использование таких источников для инициирования и лабораторного моделирования процессов, развивающихся в ядерных и термоядерных реакциях, создания компактных источников высокоэнергичных заряженных частиц и жесткого электромагнитного излучения для адронной терапии раковых заболеваний и дефектоскопии. Разработка методов и средств фемто- и аттосекундной электронно-оптической регистрации быстропротекающих процессов в лазерной физике, физике лазерной плазмы, спектроскопии, биологии и медицине.

Изучение взаимодействия сверхинтенсивного фемтосекундного лазерного излучения с веществом, генерации быстрых частиц и коротковолнового вакуумного ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучений в лазерной плазме. Проведение экспериментов по высокотемпературному нагреву лазерной плазмы. Разработка нового класса интегрально-оптических устройств с оперативным управлением спектральной передаточной характеристикой для систем оптической связи и метрологии. Разработка волоконно-оптических фемтосекундных лазерных источников нового поколения в телекоммуникационном диапазоне длин волн со стабильностью частоты ~ 10 для создания оптических стандартов частоты. Разработка методов когерентного суммирования пучков мощных многоканальных лазерных систем с использованием

эффектов нелинейного взаимодействия световых волн и обращения волнового фронта и создание лазерных источников излучения и мультикиловаттных средних мощностей для решения ряда фундаментальных и технологических проблем, в том числе и для решения задач в области обороноспособности страны. Развитие методов адаптивного самонаведения лазерного излучения в системах передачи энергии и локации. Создание высокоэффективных узкополосных оптических усилителей для приема сверхслабых сигналов, а также тепловизионных приемников

9. Фундаментальные основы лазерных технологий, включая обработку и модификацию материалов, оптическую информатику, связь, навигацию и медицину

развитие нового направления по синтезу наноматериалов - лазерный плазмохимический синтез композитных наноматериалов, что важно для создания сверхтвердых покрытий и углеродных наноструктур на металлах и других конструкционных материалах, развития машиностроения, микроэлектроники, энергетики и авиационно-космического машиностроения. Создание основ проектирования сосредоточенных и распределенных волоконно-оптических датчиков физических величин с заданными параметрами. Разработка стандартов частоты и времени для системы ГЛОНАСС. Исследование и разработка светодиодных источников белого света нового поколения для целей освещения. Исследование голографических и оптоэлектронных принципов регистрации, обработки и визуализации информации, разработка голографических экранов, динамических переключателей, оптоэлектронных приборов для регистрации и обработки оптической информации. Развитие и создание новых сверхчувствительных методов обнаружения и анализа органических и биоорганических соединений (взрывчатых веществ, наркотических и лекарственных препаратов). Создание методов прецизионной модификации и обработки материалов, направленных на создание элементной базы нового поколения для микро- и наноэлектроники, интегральной оптики, механоэлектроники, биосенсорики и биотехнологий. Управление процессами синтеза в химических реакторах. Разработка оптической

томографии биотканей, позволяющей неинвазивным образом диагностировать их структуру и функциональные характеристики на клеточном уровне. В области лазерной медицины разработка ряда лазерных приборов и устройств с уникальными характеристиками для диагностики и лечения человека

10. Современные проблемы радиофизики и акустики, в том числе фундаментальные основы радиофизических и акустических методов связи, локации и диагностики, изучение нелинейных волновых явлений

создание специализированных гиротронных комплексов мощного микроволнового излучения для установок управляемого термоядерного синтеза, а также для других научных и технологических применений. Разработка новых методов компрессии импульсов электромагнитного излучения для использования в высокочастотных ускорителях нового поколения, новых радарных системах и получения мультигигаваттных импульсов для физических экспериментов. Изучение условий распространения электромагнитных волн в различных геофизических средах в интересах развития дистанционных средств зондирования земной атмосферы и подстилающей поверхности, практической радиосвязи, исследования динамики околоземной плазмы. Построение теории сверхдальнего (до нескольких тысяч километров) распространения низкочастотного звука в реальном океане. Разработка томографических методов и создание средств низкочастотного акустического мониторинга окраинных морей и шельфовых зон океана на масштабах ~ 100 км. Разработка систем подводного видения. Разработка прецизионных методов нелинейной акустической диагностики сред и создание систем неразрушающего контроля. Разработка методов дистанционной диагностики экологического состояния природных водоемов и земных покровов в регионах с высокой антропогенной нагрузкой, акустического мониторинга глубокого океана и окраинных морей, в том числе в интересах промышленного освоения шельфовых зон, разработка моделей волновых процессов в геофизических приложениях, средств диагностики структуры

неоднородных сред с высокой разрешающей способностью в приложениях к биомедицине, материаловедению, неразрушающему контролю и сейсморазведке. Ожидается получить новые результаты в области пассивной и активной шумозащиты, средств обнаружения и локации

11. Фундаментальные проблемы физической электроники, в том числе разработка методов генерации, приема и преобразования электромагнитных волн с помощью твердотельных и вакуумных устройств, акустоэлектроника, релятивистская СВЧ-электроника больших мощностей, физика мощных пучков заряженных частиц

развитие методов вакуумной электроники, наиболее перспективных для генерации больших мощностей, необходимых в радиолокации, физике плазмы, ядерной физике и промышленных технологиях новых материалов. Исследование эффектов сверхизлучения нано- и пикосекундных электронных пучков. Создание малогабаритных субнаносекундных генераторов нового поколения. Разработка и исследование методов ближнепольной СВЧ-диагностики различных сред, включая земную кору и биологические ткани. Диагностика напряженного состояния земной коры с помощью электромагнитной эмиссии в очень низкочастотном диапазоне. Разработка принципов создания твердотельных устройств для генерации, манипуляции и излучения сверхширокополосных сверхкоротких импульсных электромагнитных сигналов гигагерцового (субнаносекундного) диапазона. Разработка методов создания когерентных источников в субмиллиметровом и терагерцовом диапазонах на основе достижений вакуумной и полупроводниковой электроники. Разработка нелинейно-динамических методов анализа и прогноза эволюции сложных систем с приложением к климатическим, атмосферно-океаническим, геофизическим процессам и биологическим объектам. Реализация методов вакуумной электроники для генерации больших мощностей, необходимых в радиолокации, физике плазмы, ядерной физике, промышленных технологиях новых материалов и др. Использование гиротронов мегаваттного уровня для нагрева плазмы в установках термоядерного синтеза. Использование коротких сверхмощных импульсов электромагнитного излучения для радиолокации сверхвысокого разрешения и для применения в линейных электрон-позитронных ускорителях нового поколения. Исследования в области акустоэлектроники, релятивистской СВЧ-электроники больших мощностей, физики мощных пучков заряженных частиц. Создание нового поколения фемтосекундных электронно-оптических преобразователей, камер и дифрактометров на их основе, обеспечивающих уникальные возможности регистрации быстропротекающих явлений в области физики, биомедицины и нанохирургии, фемтохимии и оборонных технологий

12. Современные проблемы физики плазмы, включая физику высокотемпературной плазмы и управляемого термоядерного синтеза, физику астрофизической плазмы, физику низкотемпературной плазмы и основы ее применения в технологических процессах

основным направлением исследований по физике плазмы станет участие России в программе Международного экспериментального термоядерного реактора. Одна из основных целей - реализация режимов улучшенного удержания плазмы. Важную роль в этом играют теоретические и экспериментальные исследования по проблеме стабилизации магнитогидродинамических неустойчивостей. Важным аспектом деятельности в интересах Международного экспериментального термоядерного реактора является разработка плазменных источников нейтральных атомных пучков с большими энергиями и токами. Предполагается ведение работ по альтернативным термоядерным концепциям, которые могут составить конкуренцию токамаку-реактору на стадии сооружения демонстрационной термоядерной электростанции, например, открытым магнитным системам, и многопробочным конфигурациям. Концепция газодинамического принципа удержания плазмы привела к идее создания мощного и экономичного источника термоядерных нейтронов для термоядерного материаловедения. Реализация проекта по созданию компактного стелларатора Л-5 с малым аспектным отношением. Экспериментальные исследования по проблеме инерционного термоядерного синтеза в рамках проекта "Искра-6". Методы создания и управления параметрами низкотемпературной плазмы с большим удельным энерговкладом. Определение основных параметров плазмы и физических процессов в межпланетной и межзвездной среде, областях звездообразования, магнитосферах нейтронных звезд и черных дыр. Исследование электрических явлений в атмосфере.

Разработка генератора плазмы со скоростью потока ~ 10 - 10

см/с и высокой плотностью мощности для тестирования и модификации материалов атомной и космической отрасли. Разработка плазменных методов фильтрации радиоактивных отходов

13. Современные проблемы ядерной физики, в том числе физики элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий, включая физику нейтрино и астрофизические и космологические аспекты, а также физики атомного ядра, физики ускорителей заряженных частиц и детекторов, создание интенсивных источников нейтронов, мюонов, синхротронного излучения и их применения в науке, технологиях и медицине

крупнейшие события последнего времени в физике микро- и макромира - это обнаружение взаимопревращений (осцилляций) нейтрино различных типов и открытие астрономическими методами существования темной материи неизвестной пока природы. Главной задачей является всестороннее определение свойств нейтрино и прямой регистрации частиц темной материи. Для сохранения и упрочения позиций России в этом направлении необходимо существенное развитие расположенных в стране подземных и глубоководных лабораторий и комплексов. Это отвечает интересам и бурно прогрессирующего направления на стыке наук - нейтринной астрофизики. Прецизионное изучение новых явлений предполагается вести на электрон-позитронных коллайдерах, действующих как в России, так и за рубежом. Одним их новых направлений является исследование свойств ядерного вещества при экстремальных плотностях энергии, создание и изучение нового состояния ядерной среды - кварк-глюонной плазмы. Оно связано с экспериментами на пучках тяжелых ядер. Развитие квантовой теории поля и теории струн с целью построения объединенной теории фундаментальных частиц. Изучение взаимосвязей физики частиц и космологии. Участие российских научных организаций в глобальном мегапроекте "Большой адронный коллайдер". Завершение сооружения исследовательского реактора в Санкт-Петербургском институте ядерной физики имени Б.П.Константинова ("Гатчина"). Развитие комплексов лучевой терапии и проведение исследований в области радиологии и медицины. Развитие новых методов получения и применения изотопов для медицинских целей. Особенностями этой области науки являются

межведомственный характер исследований, индустриальный масштаб ускорителей и экспериментальных установок, привлечение к их созданию предприятий наиболее высокотехнологичных отраслей промышленности. В связи с этим ключевые проекты в области фундаментальной ядерной физики имеют уровень мегапроектов и требуют целенаправленной поддержки государства

14. Современные проблемы астрономии, астрофизики и исследования космического пространства, в том числе происхождение, строение и эволюция Вселенной, природа темной материи и темной энергии, исследование Луны и планет, Солнца и солнечно-земных связей, исследование экзопланет и поиски внеземных цивилизаций, развитие методов и аппаратуры внеатмосферной астрономии и исследований космоса, координатно-временное обеспечение фундаментальных исследований и практических задач

исследование ранних этапов эволюции Вселенной. Разработка космологических моделей с учетом скрытой массы и темной энергии. Развитие теории формирования галактик и основных галактических структур. Исследование химической и динамической эволюции Галактики. Изучение физических процессов в окрестностях сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик. Создание Российской виртуальной обсерватории в рамках проекта "Международная виртуальная обсерватория" с целью объединения архивов наблюдательных данных, астрономических баз данных и каталогов для изучения проблем строения, эволюции и происхождения объектов Вселенной. Комплексные исследования нестационарных звезд, звездных атмосфер и процессов звездообразования. Исследование солнечно-земных связей, строения Солнца и планет Солнечной системы. Изучение проблем астероидно-кометной опасности и экологии околоземного космического пространства. Определение динамических параметров Земли по данным наблюдений и развитие единой модели координатно-временного обеспечения. Исследование влияния антропогенных и природных факторов как на процессы, происходящие в атмосфере Земли, так и на эволюцию климата Земли в целом. Изучение различных проявлений и механизмов данного влияния является чрезвычайно актуальным для прогнозирования будущего Земли и минимизации негативного воздействия на окружающую среду

III. Технические науки

15. Основы развития и функционирования энергетических систем в рыночных условиях, включая проблемы энергоэффективности экономики и глобализации энергетики, энергобезопасность, энергоресурсосбережение и комплексное использование природных топлив

разработка методологии и инструментальных средств прогнозирования спроса на энергоносители для страны и регионов на долгосрочную перспективу с учетом рыночной природы формирования спроса, отраслевой неоднородности и территориальной неравномерности развития, а также неопределенности будущих условий. Использование результатов при разработке и последующем сопровождении Энергетической стратегии России на период до 2030 года. Внедрение разработанного информационно-вычислительного комплекса для прогнозирования энергопотребления в работу Минэкономразвития России и Минэнерго России. Выполнение исследований энергетической эффективности экономики России. В результате предполагается определение и количественное описание базовых тенденций в эффективности потребления топлива и энергии в экономике страны. Результаты будут детализированы по видам экономической деятельности и в территориальном разрезе и сопоставлены с зарубежными данными. На основе полученных результатов подготовка рекомендаций для органов государственной власти по эффективному управлению энергопотреблением в стране рыночными методами. Разработка информационно-модельного комплекса, включающего производственно-финансовые модели ключевых отраслей топливно-энергетического комплекса, соответствующие базы данных и управляющие модули, позволяющего решать задачи определения рациональных направлений развития энергетики страны на долгосрочную перспективу с учетом интересов ведущих энергетических компаний страны. Подготовка прогнозов долгосрочного развития топливно-энергетического комплекса страны и его основных отраслей. Разработка новой версии модели развития мировой энергетики в мультирегиональной, динамической и

оптимизационной постановке. Модель позволит проводить экспертизу прогнозов развития мировой энергетики, разрабатываемых Международным энергетическим агентством и другими организациями с точки зрения учета интересов России. Подготовка прогнозов развития технологической структуры мировой энергетики на долгосрочную перспективу и выполнение оценки конкурентоспособности новых энергетических технологий. Определение объемов и структуры внешнего спроса на российские энергоносители, энергетические технологии и энергетические услуги, определение внешних ограничений, издержек и препятствий для российского участия в мировых энергетических рынках. Будет определено место и роль России в повышении глобальной энергетической безопасности. На основе полученных результатов подготовка рекомендаций по приоритетам и целевым ориентирам долгосрочной внешней энергетической политики России, включая технологические аспекты

(позиция в редакции постановления Правительства Российской Федерации от 10 марта 2009 года N 219 - см. предыдущую редакцию)

16. Физико-технические и экологические проблемы энергетики, тепломассообмен, теплофизические и электрофизические свойства веществ, низкотемпературная плазма и технологии на ее основе

получение данных по свойствам перспективных для энергетики, включая водородную, рабочих тел и конструкционных материалов, изучение физики тепловых процессов сложного тепломассопереноса в однофазных и многофазных средах в однородных и пористых материалах. Использование полученных данных при разработке нового поколения энергоустановок с предельно высокими верхними температурами цикла и энерготехнологических комплексов, обеспечивающих одновременную выработку электроэнергии и товарной химической продукции. Сочетание высокоэффективных энергоустановок, входящих в единую энергосистему страны и разрабатываемых в ходе реализации программы автономных энергоисточников, в том числе с использованием возобновляемых видов энергии, которое позволит оптимизировать региональные системы электро- и теплоснабжения при соблюдении жестких экологических требований. Разработка технологии и рекомендации по внедрению "влажного" сжатия

и "влажной" регенерации для газотурбинных установок и рекомендации по повышению их экологической безопасности. Результаты исследований в области сильноточной сверхпроводимости позволят сделать следующий шаг в повышении эффективности систем транспортировки и распределения электроэнергии. Применительно к авиационным системам исследования по магнитоплазменной аэродинамике и стимулированному горению позволят приступить к разработке высокоэффективных гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей и систем управления внешним обтеканием летательных аппаратов. Получение данных по теплофизическим и оптическим свойствам и фазовым превращениям веществ при высоких давлениях

и температурах. Разработка уравнения состояния и транспортных коэффициентов металлов в малодоступной для экспериментального изучения области высоких давлений и температур, модели диссоциативного равновесия водорода, дейтерия и азота, модели фазового равновесия в электронно-дырочной плазме полупроводников, кристаллизации в двухкомпонентной кулоновской плазме, фазового равновесия в молекулярном водороде и неоне при низких температурах, фазового равновесия жидкость-пар тугоплавких металлов. Создание электронной справочной системы по термодинамическим свойствам индивидуальных веществ, содержащей рекомендуемые данные для основных соединений и наполняемой в режиме реального времени. Получение данных по воздействию импульсного ионного, рентгеновского и электронных пучков на пористые наноструктурные и конденсированные материалы. Определение зависимостей внутренней энергии и электропроводности металлов от плотности и давления на основе результатов измерений по электровзрыву проводников. Получение экспериментальных данных для создания теории высокотемпературных неконгруэнтных фазовых превращений в сложных урансодержащих компаундах и данных о поведении тугоплавких неметаллических материалов вплоть до параметров, близких к критическим или предельным для их существования в условиях конгруэнтности. Разработка модели процессов образования треков нанометрового

размера (наноплазмы), дефектообразования и уменьшения прочности твердотельных конструкций при длительной бомбардировке их одиночными тяжелыми ионами и модели релаксационных процессов в неидеальной плазме, а также модели процессов нуклеации и роста новой фазы в твердых и жидких металлах. Разработка технологий запуска программ, реализующих метод молекулярной динамики для указанных задач, на распределенных вычислительных системах. Получение новых экспериментальных

данных и разработка теории экстремальных состояний и сверхбыстрых процессов при воздействии интенсивных фемтосекундных лазерных импульсов на газообразные, твердотельные и кластеризованные структуры. Получение данных по фазовым переходам в больших трехмерных плазменно-пылевых системах при варьировании размеров макрочастиц и плазменных параметров, данных о поведении плазменно-пылевых структур при воздействиях электрическими полями низкой частоты при развитии неустойчивостей в трехмерных пылевых системах и данных по воздействию электронного пучка и плазмы, генерируемой электронным пучком, на поверхность и материал пылевых частиц при их движении в плазменном объеме. Экспериментальное изучение статических и динамических свойств пространственно упорядоченных пылевых структур (плазменный кристалл, плазменная жидкость) при воздействии различных жестких ионизаторов. Получение данных по эффективному потенциалу

взаимодействия между частицами, анализ причин образования пылевых вихрей, войдов и генерации волн, а также экспериментальных данных по пылевым структурам со свободными границами, по гидродинамике течения сильно неидеальной "плазменно-пылевой жидкости" в условиях микрогравитации. Создание модели роста углеродных наночастиц, описывающей процессы формирования сажи при пиролизе и горении и при конденсации пересыщенного углеродного пара

17. Фундаментальные проблемы современной электротехники, импульсной и возобновляемой энергетики

создание взрывомагнитных генераторов с энергией порядка 1 МДж, развивающих на индуктивно-резистивной нагрузке напряжения до 2 МВ. Практическое использование их для моделирования разрядов молний и поверки грозоупорности систем электроснабжения. Создание сверхширокополосных излучателей электромагнитных волн на базе полупроводниковых генераторов наносекундных импульсов мощностью до нескольких ГВт с управляемым спектром и их практическое применение при исследовании стойкости электронных систем. Разработка и создание комплекса технических средств для инжекции высоковольтных импульсов в сети электропитания и заземления с целью исследования их устойчивости к воздействию импульсов высокого напряжения. Создание и практическое применение рельсотронных ускорителей конденсированных ударников граммовых масс со скоростями 6-8 км/с. Физические и математические модели разрядки тектонических напряжений в земной коре мощными электромагнитными импульсами, технические предложения по геофизическому магнито-гидродинамическому генератору для предотвращения катастрофических землетрясений. Решение фундаментальной проблемы, связанной с

разработкой теоретических и экспериментальных методов исследования процессов накопления электрической энергии в двойном электрическом слое Гельмгольца, и интерпретацией этого эффекта в качестве метода накопления аномально высокого количества электрической энергии. На основании решения указанной проблемы ставится задача создания нового поколения суперконденсаторов - накопителей электрической энергии сверхвысокой емкости. Кроме решения физических и технических проблем создания суперконденсаторов нового поколения будут спроектированы, изготовлены и исследованы образцы наборных суперконденсаторов нового поколения для применения в базовых энергосберегающих комбинированных системах электропитания

18. Атомная, термоядерная, водородная и космическая энергетика

создание опытных и опытно-промышленных образцов безопасных твердофазных систем хранения и очистки водорода, интегрированных с энергоустановками на основе низкотемпературных топливных элементов мощностью от 1 до 5 кВт, выполнение их комплексных испытаний и обеспечение перехода исследований и разработок в стадию опытно-конструкторских работ и опытно-промышленного производства. Завершение исследования процессов генерации высокотемпературного пара с помощью экспериментальных НО-парогенераторов, создание опытно-промышленных образцов изделий, проведение их испытаний, создание опытной системы "высокотемпературный парогенератор - турбина" мощностью до 20 МВт, выполнение испытаний системы и обеспечение перехода исследований и разработок в стадию опытно-конструкторских работ, направленных на создание водородных высокотемпературных энергоустановок паротурбинного цикла мощностью до 20 МВт. Исследование процессов зарождения

и развития нестационарного горения газовых смесей в больших объемах. Получение экспериментальных данных по затеканию ударных волн, порождаемых взрывами газовых зарядов, в объемы, моделирующие большие реакционные объемы и загазованные помещения, а также данных экспериментального и численного исследования турбулентной диффузии газовых смесей в ограниченных объемах. Получение новых данных по использованию жертвенных материалов для создания ловушки и кондиционирования расплава и проведение анализа применения составов жертвенных материалов на основе огнеупорных керамик. Разработка рекомендации для создания высокопрочных керамик разных составов и плотностей. Разработка научных основ и создание прототипов энергоустановок, содержащих водородно-воздушные топливные элементы и химические генераторы водорода на основе реакции гидротермального окисления алюминия мощностью до 5 кВт. В ходе работы ожидается разработка принципиальных схем энергоустановок, создание действующих лабораторных макетов и исследование их работы, а также создание и отработка режимов работы экспериментальных макетов энергоустановок. Исследование научных и

технологических аспектов создания и разработка действующих прототипов портативных энергоустановок мощностью от 1 до 200 Вт на базе микро водородно-воздушных топливных элементов и низкотемпературных алюминиево-водородных микрогенераторов. Для этого на основе анализа структуры и свойств компонентов, а также процессов массо- и теплопереноса будет проведена оптимизация конструкции и режимов работы портативных источников питания на базе "свободнодышащих" топливных элементов, а также алюминиево-водородных микрогенераторов.

Исследование и определение основных параметров стационарных и транспортных энергоустановок на основе воздушно-алюминиевых электрохимических генераторов. Проведение стендовых испытаний резервной стационарной энергоустановки мощностью до 2 кВт. Разработка и испытание транспортной энергоустановки для электромобиля гольф-класса номинальной мощностью до 2 кВт и пиковой мощностью до 5 кВт

19. Общая механика, динамика космических тел, транспортных средств и управляемых аппаратов, биомеханика, механика жидкости, газа и плазмы, неидеальных и многофазных сред, а также механика горения, детонации и взрыва

развитие методов компьютерного моделирования движения систем тел с приложением к динамике летательных аппаратов, ракетно-космических систем, судов и подводных аппаратов, робототехнических и транспортных систем. Разработка аналитических и компьютерных методов и алгоритмов теории устойчивости и нелинейных колебаний гамильтоновых систем, а также сложных динамических систем. Создание теории и выполнение моделирования движения с трением в сложных механических системах. Создание модели поликомпонентного сухого трения с целью использования их в задачах управления транспортными средствами. Создание мобильных аппаратов, перемещающихся за счет изменения конфигурации и распределения внутренних масс при взаимодействии с внешней средой. Выполнение исследования динамики и управления движением мехатронных систем, микро- и наноэлектромеханических систем. Разработка методики экспериментального изучения и теоретического описания механизмов взаимодействия пары "жесткая биологическая ткань - искусственная ткань-заменитель", на основе

которых будут созданы математические модели работы в живом организме пары "жесткая биологическая ткань - искусственная ткань-заменитель", с учетом роли шероховатости поверхности протеза и различия жесткостей контактирующих тканей. Создание новых моделей процессов генерации волн и тонкой волновой структуры в окружающей среде. Разработка новых методов поиска локализованных решений бездисперсионных и слабодисперсионных моделей механики сплошных сред. Результаты найдут применение в решении задач распространения волн цунами, волн в стратифицированной жидкости и мезомасштабных вихрей в атмосфере. В развитие механики неньютоновских жидкостей проведение исследований жидких структур, формирующихся в результате действия полимерных добавок. Проведение исследований динамики движения

реальных жидкостей в условиях переменной гравитации и невесомости, исследования свободной конвекции и диффузии применительно к проблемам космической технологии и тепловых режимов космических аппаратов. Создание вычислительных моделей гидроаэродинамики термогравитационных процессов для компьютерных кластеров и суперкомпьютеров. Создание моделей физической механики реальных газовых и плазменных сред на микро- и макроскопическом уровнях описания физико-химических превращений с учетом химических реакций, диссоциации, ионизации, неравновесного возбуждения внутренних степеней свободы, релаксационных и радиационных процессов, на основе которых будут разработаны 3-мерные и нестационарные программы для численной реализации созданных моделей течения. Разработанные коды будут использованы для прогнозирования аэротермодинамики высокоскоростных летательных аппаратов и космических аппаратов. Создание новых экспериментальных методов расчета и диагностики параметров химически активной плазмы в мощных индукционных плазмотронах, газоплазменных реакторах и газовых лазерах для задач фундаментальной физической механики взаимодействия химически активной плазмы с поверхностями, кинетики газофазных и поверхностных процессов. Разработка новых методов теории горения и детонации, основанных на широком внедрении многопроцессорных вычислительных комплексов. Создание теории горения пористых частиц углеродных материалов с учетом физической и химической кинетики реакций взаимодействия углерода с реакционными газами, теории горения гетерогенных энергетических материалов, включая системы с наноразмерными компонентами. Создание более совершенных методов повышения безопасности при производстве и использовании органических топлив

20. Механика твердого тела, физика и механика деформирования и разрушения, механика композиционных и наноматериалов, а также трибология

создание новых фундаментальных моделей и методов механики деформирования, прочности и разрушения материалов различной природы, включая композиционные и наноматериалы, а также элементов конструкций из этих материалов. Разработка методов управления наноструктурными элементами металлических материалов на основе локального воздействия на формируемые элементы материала сложной пластической деформации и высокоэнергетического структуроизменяющего электромагнитного воздействия. Усовершенствование методов наблюдения за изменениями наноструктуры металлов на основе современных рентгенодифракционных и рентгенофлюоресцентных методов. Исследование изменения наноструктрурных элементов под действием простого и сложного механического нагружения.

Разработка теории процессов изготовления (бетонирования, полимеризации, напыления, осаждения, отверждения, выращивания) упруговязкопластических тел, их деформирования в условиях статических и динамических нагружений и контактных взаимодействий, а также повреждаемости и континуального разрушения с учетом сложных свойств и структуры материалов. Создание экспериментальных методов исследования, модели и методы расчета процессов динамического деформирования и разрушения сложных сред, разработка вибро- и сейсмобарьеров для защиты сооружений от сейсмических и техногенных воздействий. Определение критериев

роста трещин и моделирование трещиностойкости материалов и соединений с учетом структуры. Разработка термомеханических моделей и методов расчета термонапряженного состояния и дефектообразования как в растущих монокристаллах кремния, так и в пластинах, изготавливаемых на их основе при термообработке. Выполнение цикла исследований процесса пластического разрушения вблизи контактных поверхностей при больших деформациях. Создание моделей процессов

деформирования и разрушения горных пород при техногенном воздействии с целью увеличения интенсификации притока в скважины и увеличения нефтеотдачи пластов, в том числе гидроразрыва пласта, повышающих эффективность расчета и проектирования методов воздействия, а также их контроля по дистанционным наблюдениям и эффективных методов расчета процессов вытеснения нефти смесями газов и процессов захоронения двуокиси углерода в пластах. Проведение исследований кинетики изнашивания контактирующих тел при нелинейной зависимости скорости износа от контактного давления и скорости проскальзывания. Исследование контактного взаимодействия осесимметричного шероховатого индентора и тела с покрытием, изучение влияния параметров шероховатости на контактные и подповерхностные напряжения в покрытии, а также прогноз о характере разрушения покрытий при фрикционном взаимодействии тел. Выполнение экспериментальных исследований роли гистерезиса при трении вязкоупругих материалов и разработка методов расчета деформационной составляющей силы трения. Создание моделей абразивного изнашивания дорожного покрытия вязкоупругим колесом с учетом неоднородности трибологических характеристик дорожного покрытия. Решение эволюционных задач оптимизации конструкций, использующих данные истории нагружения, развитие нелокальных методов оптимизации конструкций

21. Теория машин и механизмов, анализ и синтез машинных комплексов, фундаментальные проблемы машин и сложных технических систем, включая безопасность, ресурс и живучесть, снижение техногенных и технологических рисков для объектов гражданского и оборонного назначения, проблемы аэрокосмической техники, морских и наземных транспортных систем

разработка общей и прикладной теории техногенной безопасности и техногенных рисков, а также составление уравнений состояния и получение их параметров, критериев оценки живучести и ресурса, создание научных основ нормирования безопасности и управления техногенными рисками. Анализ эффекта динамического гашения колебаний ротора плавающим кольцом за счет воздействия гидродинамических сил в зазоре, эффекта исчезновения критической скорости быстроходного ротора за счет влияния упругой составляющей среды. Получение подтверждения влияния вибрации на износ центробежных насосов, описание эффекта динамического гашения колебаний ротора при использовании в качестве динамического гасителя плавающих уплотнительных колец в системе "ротор - плавающее кольцо - среда", проведение теоретического анализа условий устойчивости твердого тела на вибрирующем стержне, условий существования безударных режимов, разработка алгоритма получения амплитудно-частотных характеристик на основе континуального подхода. Создание экспериментальной установки для исследования динамики ультрацентрифуг и устойчивости твердого тела на вибрирующем основании.

Исследование эффекта исчезновения критической скорости в быстроходных роторах за счет влияния упругой составляющей гидродинамической силы, экспериментальное подтверждение условий устойчивости твердого тела на вибрирующем основании. Рекомендации по улучшению динамики ультрацентрифуг. Создание адекватной виброакустической модели планетарной передачи, а также выполнение оптимизации параметров планетарной передачи по прочностным и виброакустическим критериям. Разработка новых высокочувствительных помехозащищенных методов вибродиагностики технического состояния объекта. Исследование эффектов образования нелинейных волн в сложных виброударных системах с распределенными и дискретными ударными элементами, разработка принципов построения и исследования динамических свойств авторезонансных систем с различными типами возбудителей колебаний и нелинейной нагрузки, разработка принципов, алгоритмов и программ

поиска конструктивных решений при противоречивых критериях оптимизации. Разработка модели спирального пневмомотора. Исследование образования трапециевидных волн в решетчатых конструкциях, разработка схем машин и механизмов параллельной структуры, разработка и исследование авторезонансных систем с электродинамическим возбудителем, пополнение компьютерного банка данных функциональных механизмов и машин. Обобщение теории информации на решение задач обнаружения слабых сигналов на фоне шумов. Получение декомпозиции решения трехмерных краевых задач для дифференциальных уравнений с частными производными в последовательность решения краевых задач для обыкновенных дифференциальных уравнений. Разработка методов, алгоритмов и программ расчета, создание макетов экспертной системы и аппаратно-программного комплекса гидроакустических расчетов. Разработка активных (управляемых) и пассивных виброизоляторов для машин и оборудования. Проведение сравнительного анализа активных виброизолирующих систем с генераторами силы и перемещения. Определение вибрационных характеристик слоистых эластомерных конструкций в патрубках и активных виброизолирующих системах. Разработка модального подхода к исследованию усталостных характеристик транспортных средств

22. Комплексные проблемы машиноведения, эргономика и биомеханика систем "человек - машина - среда", создание и функционирование макро- и микроробототехнических, мехатронных комплексов, динамика машин, волновые и вибрационные процессы в технике

разработка системных закономерностей динамической адаптации кровообращения, проведение экспериментальной отладки аппаратно-программного комплекса биомеханического мониторинга сердечного пульса, проведение анализа переходных процессов синхронной пульсодинамики разных сосудов в простых физиологических пробах. Разработка новой (импедансной) теории поглощения и рассеяния звука, разработка нового эффективного метода анализа виброакустических свойств составных упругих структур, создание программной среды для разработки конструкций с заданными виброакустическими свойствами с применением разработанных методов в конкретных аэрокосмических проектах. Объяснение и прогнозирование явления

флаттера турбомашин, исследование особенности возникновения флаттера в турбомашинах со сложной трехмерной геометрией лопаток ротора, разработка метода прогнозирования флаттера авиационных двигателей, создание метода прогнозирования динамики отказов и разрушений авиационных двигателей и стационарных турбомашин.
Создание систем виброзащиты для различных приложений, создание теорий систем виброзащиты с преобразованием движения. Исследование гидроопор и пневмоопор с преобразованием движения инерционных элементов, разработка и рекомендации по повышению виброустойчивости станков с параллельной кинематикой, использованию виброизоляторов с преобразованием движения мостовых сооружений. Получение новых знаний

о моделях действий человека-оператора в системе "человек - машина - среда" с учетом его психофизических возможностей. Составление модели действий летчика при управлении в продольном канале (управление перегрузкой и высотой) и рекомендации по построению системы дистанционного управления самолета по результатам имитационного и полунатурного моделирования. Составление модели действий летчика при управлении траекторией полета в горизонтальной плоскости и даны рекомендации по построению системы дистанционного управления самолета по результатам имитационного и полунатурного моделирования, уточнена разработанная модель действий летчика и уточнены рекомендации по совершенствованию системы дистанционного управления самолета на основе результатов исследований на полноразмерном стенде авиационной отрасли. Исследование проблем гамильтонизации неголономных динамических систем и связанных с этим вопросов их геометрической структуры, разработка модели, описывающей динамику твердых тел (в частности аэродинамических профилей) в жидкости в присутствии вихрей, исследование условий интегрируемости и неинтегрируемости данных систем, исследование распределения типов динамического поведения в пространстве параметров системы, описывающих динамику кельтского камня на плоскости, исследование сценариев перехода к хаосу

в различных задачах неголономной механики, сравнение с гамильтоновыми и диссипативными системами, создание научно-учебного программного комплекса для обучения современным методам теории динамических систем в динамике твердого тела и неголономной механике, создание новых методов качественного исследования динамических систем с неголономными связями в присутствии сил трения. Разработка

принципиально новых методов вибромониторинга и диагностики машин, обладающих высокой чувствительностью к зарождающимся и развивающимся эксплуатационным повреждениям и помехоустойчивых к собственной вибрации машинного оборудования, разработка новых алгоритмов вибромониторинга и диагностики машин на основе дискриминантного анализа клиппированных по амплитуде широкополосных и узкополосных виброакустических сигналов, оценка эффективности новых алгоритмов вибромониторинга и диагностики машин по результатам имитационного моделирования влияния эксплуатационных повреждений узлов машинного оборудования на изменение параметров вибрационных процессов и по результатам испытаний на натурных объектах (многорядных редукторах, судовых и авиационных газотурбинных двигателях), разработка новой технологии вибромониторинга, диагностики зарождающихся дефектов и аварийной защиты уникального машинного оборудования с адаптацией к базовому техническому состоянию объекта, разработка рекомендаций по использованию многомерных статистических характеристик и дискриминантного анализа виброакустических процессов в машинах в целях безопасной эксплуатации машинного оборудования (раннего обнаружения эксплуатационных повреждений, локализации поврежденных узлов и диагностики развивающихся неисправностей уникальных объектов, в том числе высокооборотных машин)

23. Создание перспективных конструкций, материалов и технологий в авиации, ракетной и атомной технике, судостроении, наземном транспорте, станко- и приборостроении

впервые в расчетную методологию оценки ресурса машин и механизмов включение существенных факторов различной физической природы. Развитие основ метода ресурсного проектирования, проведение углубленного изучения сложных взаимосвязанных процессов формирования сил трения и процессов контактного разрушения, износа при различной кинематике контактирующих элементов. Получение трибологических закономерностей изнашивания новых перспективных трибоматериалов и расчетных методик для оценки ресурса работы ряда типовых узлов трения, установление триботехнических характеристик новых перспективных магнитоуправляемых смазочных материалов, включая их устойчивость, структурную прочность, износостойкость и др. Разработка теоретического обоснования несущей способности смазочного слоя магнитоуправляемой жидкости, исследование физико-механических свойств дисперсионных сред, феррофазы и стабилизаторов, условий совместимости и их влияния на триботехнические свойства магнитоуправляемых смазочных материалов, получение основных закономерностей триботехнических свойств новых магнитоуправляемых смазочных материалов, проведение теоретических исследований несущей способности смазочного слоя магнитоуправляемой жидкости, исследование работоспособности оригинальных биомеханических трибосистем с применением новых магнитоуправляемых смазочных материалов. Впервые рассмотрение методов оценки остаточного ресурса пары трения скольжения при предельных контактных параметрах (нагрузка, температура). Выбор исследуемой модели контакта и экспериментальной методики, исследование микромеханических характеристик поверхностных слоев твердых тел, участвующих в трении в условиях граничной смазки, исследование и оптимизация трибологических свойств покрытия инертных, синтетических и растительных масел, присадок и их смесей. Разработка критериев оценки предельного состояния контакта скольжения с покрытием.

     Получение и обоснование критериев, характеризующих трибологические свойства модифицированных кристаллов частично-стабилизированного циркония и адаптивных к современным методам ресурсного проектирования узлов трения, изготовление образцов, отработка режимов лазерной обработки этих кристаллов и исследование их поверхностей после лазерной обработки и микролегирования, экспериментальная оценка механических свойств и трещиностойкости модифицированного поверхностного слоя кристаллов частично-стабилизированного циркония испытаниями на кинетическую микротвердость, получение экспериментально-теоретического обоснования обобщенных критериальных комплексов, описывающих интенсивность изнашивания и коэффициент трения модифицированного материала, адаптивных к современным методам расчета на ресурс и надежность. Решение фундаментальных проблем увеличения живучести и длительности эффективной работы взрывных камер реакторов импульсных ядерных энергетических установок, разработка алгоритмов расчета скорости релаксации камеры реактора. Решение фундаментальных проблем увеличения эффективной работы твердотопливных детонационных двигателей, разработка алгоритмов расчета энергии, аккумулируемой композиционными стенками отражателя, создание прикладного метода расчета и рекомендаций по снижению шума, виброактивности, повышению коэффициента полезного действия, снижению потребления топлива

24. Теория систем, общая теория управления сложными техническими и другими динамическими системами, в том числе единая теория управления, вычислений и сетевых связей, а также теория сложных информационно-управляющих систем, групповое управление и распределенное управление

новые аналитические и дифференциально-геометрические методы качественного исследования нелинейных динамических систем. Методология формализации и методы синтеза алгоритмов решения задач поиска, преследования-уклонения при неполной информации и противодействии. Новые принципы управления при постоянно действующих возмущениях. Управляемость, стабилизируемость, устойчивость неголономных механических систем с качением. Методы подавления ограниченных внешних возмущений в линейных системах при наличии неопределенности с помощью инвариантных эллипсоидов. Вероятностные методы для анализа и синтеза линейных матричных неравенств. Новые эффективные методы синтеза допустимого и оптимального управления динамическими системами при наличии текущих и терминальных ограничений на состояние системы и управление. Универсальные вычислительные алгоритмы синтеза и оптимизации для широких и актуальных классов динамических систем с полным математическим обоснованием (доказательство абсолютного минимума, сходимости алгоритма). Методы управления механическими неголономными системами. Исследование управляемости и оценка областей притяжения для колесных систем. Численные и аналитические методы синтеза законов управления. Новые аналитические и дифференциально-геометрические методы качественного исследования нелинейных динамических систем. Оценки плотности распределения вероятности по зависимым наблюдениям. Методы решения задачи об оптимальной остановке. Теоретические основы и методы структурной организации программно-технических комплексов систем проектирования и управления с учетом возможности использования специализированных процессоров. Научные основы

построения технических средств измерения, контроля и управления. Методы синтеза структур преобразования, общих теорий структур и естественных классификаций структур. Методы и средства измерений на основе адаптивного подхода и синтеза измерительных цепей. Новые перспективные типы технических средств на основе передовых технологий - функциональных и волновых преобразователей для текучих сред, спектральных сенсоров, методология и новые способы построения средств преобразования физических величин, параллельных процессоров, автоматизированных систем проектирования и управления. Научные основы создания струйных элементов и коммуникационных каналов при больших отношениях абсолютных давлений с различными параметрами рабочих газов (плотность, скорость звука, абсолютные давления). Методы и средства определения компонентов газожидкостных смесей в потоке, синтеза многокомпонентных жидких составов, измерения объемного содержания многокомпонентных сред в потоке на основе электромагнитных и акустических резонаторов. Магнитные взаимодействия в наноструктурах и принципы действия и конструкций наноэлементов на их основе.

Новые логические и другие языковые средства построения информационно-управляющих систем, методы построения отказоустойчивых информационно-управляющих систем на базе новейших сетевых технологий, методы программной инженерии, решение задач системного контроля сильно связанных систем, фундаментальные принципы и технологические методы построения инструментальных средств при программировании отказоустойчивых информационно-управляющих систем с управлением в математически однородном поле компьютерной информации, методы и средства организации вычислительных и управляющих процессов в отказоустойчивых информационно-управляющих системах с использованием принципов совмещения вычислений и обмена данными, методы повышения характеристик системных сетей, методы и средства сравнения отказоустойчивых информационно- управляющих систем,

анализа и диагностики микроизображений, методы и технологии интеллектуальной поддержки построения моделей слабоструктурированных систем и ситуаций. Логико-лингвистические и мультиагентные технологии построения распределенных систем управления. Алгоритмы и программы распределенного управления для объектов различной физической природы и тепловых процессов. Универсальные методы и алгоритмы для управления сложными объектами, описываемыми нелинейными системами уравнений математической физики

25. Человеко-машинный симбиоз, интеллектуальное управление, управление в неопределенных средах и управление в междисциплинарных моделях организационных, социальных, экономических, биологических и экологических систем

экспертно-статистические модели исследования операций в условиях существенной неопределенности. Методология анализа процессов социальной динамики при коллективном выборе в условиях стохастической неопределенности. Индексы влияния, позволяющие учитывать предпочтения участников по созданию коалиций, аксиоматические основания такой системы индексов. Методология экспертного и классификационного анализа для решения крупномасштабных слабоформализуемых задач. Методы построения систем управления и моделирования на основе знаний. Аппарат состоятельных мер зависимости для анализа стохастических систем. Условия оптимальности для вырожденных нелинейных задач оптимизации. Методы структурирования знаний на основе построения онтологий предметной области на примере структурирования научных знаний. Теория, модели и методы структурирования целей и поддержки принятия решений в слабоструктурированных ситуациях на основе методов искусственного интеллекта (аппарата когнитивных карт и концепции управления знаниями). Динамические когнитивные карты с качественными и приближенными данными. Комплексная методология структурирования и построения архитектуры организации, ее анализа и реинжиниринга с использованием баз знаний. Модели и методы управления развитием крупномасштабных производственно-транспортных систем на основе декомпозиции систем и задач управления и использования комплексов взаимосвязанных моделей различного типа

(оптимизационных, имитационных, оптимизационно-имитационных) в человеко-машинных процедурах принятия решений с учетом факторов неопределенности и риска. Комплекс математических (оптимизационных, теоретико-игровых, имитационных) моделей механизмов управления инновационным развитием социально-экономических и эколого-экономических систем, комплексными проектами и иерархическими организационными структурами различного масштаба (предприятие, организация, корпорация, регион) и отраслевой специфики. Методология

междисциплинарного математического моделирования живых систем. Разработка технических систем для анализа влияния излучений низкой интенсивности на человека. Помехоустойчивые системы и средства анализа речевого сигнала. Модели переноса загрязняющих веществ в атмосфере с учетом метеоусловий и рельефа местности. Модели изменения продолжительности жизни при вариациях режимов экспериментальной внешней среды. Компьютерные средства мониторинга здоровья

26. Управление движением, управление в энергетических и транспортных системах, управление производством (автоматизация проектирования, автоматизация технологических процессов, логистика), мультидисциплинарная координация и управление в глобальных производственных системах, а также кооперативное управление

теория терминальных, стохастических и адаптивных систем управления и систем координатно-параметрического управления движущимися объектами. Алгоритмическое обеспечение систем управления движущимися объектами, устойчивое к параметрическим и внешним возмущениям. Теоретические основы построения современного алгоритмического обеспечения систем управления подвижными объектами, инструментальных средств для автоматизации проектирования информационного обеспечения, систем поддержки принятия решений, встроенного бортового тренажера, а также системы обучения операторов и системы выработки интеллектуальных решений, обеспечивающей эффективную работу всех остальных компонентов системы управления движением и навигации. Модели участия персонала на разных уровнях управления потенциально опасными производствами. Механизмы логического управления процессами, ограничивающие роль персонала рамками

актуальных потребностей технологического процесса. Модели логического управления и механизмы взаимодействия специалистов различного профиля в производственных процессах, включая технологию и техническое обеспечение с целью поддержания безопасности и эффективности потенциально опасных производств поточного типа. Теоретические основы и методы структурной организации программно-технических комплексов систем проектирования и управления с учетом возможности использования специализированных процессоров. Новые методы идентификации и управления нелинейными нестационарными объектами. Алгоритмы идентификации и управления сложными нестационарными нелинейными объектами, а также имитационное моделирование алгоритмов на технологических объектах (химия, нефтехимия, металлургия и др.). Нечеткие эволюционные алгоритмы идентификационного анализа химических производств. Новые методы оценки эффективности уровня автоматизации промышленных предприятий. Теория надежности систем сложной структуры.

Методы и модели оценки показателей надежности, производительности и эффективности сложных управляющих систем, основы теории и методы проектирования отказоустойчивых систем управления. Методы формализации требований пользователей к информационному взаимодействию в сложных распределенных модульных глобальных производственных системах. Методы типизации и адаптации информационного взаимодействия в сложных распределенных модульных системах мультидисциплинарной координации.

Методы обеспечения информационного взаимодействия в гетерогенной сетевой среде сложных распределенных систем кооперативного управления. Методы комплексного мониторинга пространства информационного взаимодействия в сложных распределенных системах кооперативного управления

IV. Информатика и информационные технологии

27. Теория информации, научные основы информационно- ычислительных систем и сетей, информатизация общества

разработка теоретических основ и информационных технологий для решения задач обеспечения безопасности в социотехнических системах. Решение проблем обеспечения информационной безопасности в распределенной информационной среде. Разработка методов верификации информационной безопасности аппаратно-программных комплексов. Теоретические основы и информационные технологии структурно-функционального синтеза адаптивных и самоорганизующихся информационно-вычислительных систем и сетей на различных этапах жизненного цикла, управление модернизацией и функционированием катастрофоустойчивых систем. Информационные технологии экономического анализа функционирования организационно-технических систем

и комплексов. Разработка информационных (компьютерных) методов оценки эффективности функционирования органов государственной исполнительной власти. Разработка средств интеллектуального анализа данных для составления математических моделей и выявления связей в больших информационных массивах общенациональных и корпоративных баз данных, в том числе в интересах компьютерного обеспечения антитеррористической деятельности. Разработка механизмов распознавания графических образов страниц с неизвестным составом, создание методологии формализации и поиска реквизитов, базирующейся на аппарате мультимножеств. Создание модели конвертации свойств, содержащихся в документах, в иные свойства, присущие хранилищам данных, отделенной от модели распознавания свойств, разработка методики анализа потоков входящих документов с целью построения описаний на основе формальной модели.

Создание концепции организации электронного документооборота в случае совместной работы нескольких предприятий, объединенных в холдинг, и ориентированной на конечных пользователей методологии проектирования и разработки таких систем для предприятий среднего масштаба. Разработка виртуальных компьютерных моделей для решения проблем интеллектуального автоматизированного проектирования и управления сложными компьютерно-интегрированными производственными системами

28. Системный анализ, искусственный интеллект, системы распознавания образов, принятие решений при многих критериях

теоретические и технологические основы поддержки принятия решений на базе логистики знаний. Интеллектуальная персонифицированная система поддержки принятия решений для управления виртуальными сетями ресурсов в открытой информационной среде на основе логистики знаний. Методология проектирования многоагентных систем, программная реализация инструментальной среды проектирования для решения задач логистики, мониторинга бизнес-процессов, оценки состояния и управления сложными объектами (атомные электростанции, электрические, телекоммуникационные и транспортные сети, нефтепроводы и др.), мониторинг и прогнозирование состояния окружающей среды и природных катастроф, социальной сферы и информационной безопасности. Средства интеллектуального анализа данных большого объема на примере некоторых предметных областей. Способы интеграции гетерогенной информации и создание гибких интеллектуальных средств работы в распределенной информационной среде. Система извлечения экспертных знаний для построения диагностических систем. Создание новых методов представления и анализа разнородной информации для задач многокритериального выбора и классификации. Разработка методологии моделирования развития сетевых подсистем отраслей естественной монополии (прежде всего, транспортной инфраструктуры). Построение динамических моделей и алгоритмов нелинейной оптимизации (с элементами самоорганизации) магистральных сетей с учетом особенностей схем финансирования для условий переходной российской экономики, создание программного комплекса для проектирования эффективных вариантов развития сетевых подсистем большой размерности. Разработка на базе модифицированных межотраслевых моделей (с детализацией по инфраструктурным подсистемам) моделей и методов макроэкономической оценки влияния инвестиционных процессов в отраслях естественной монополии, разработка алгоритма и компьютерной системы решения динамической модели прогнозного межотраслевого баланса при различных критериях оптимальности. Развитие методов информационной технологии оценки эффективности инвестиционных проектов с учетом факторов нестационарности

29. Системы автоматизации, GALS-технологии, математические модели и методы исследования сложных управляющих систем и процессов

теоретические основы и технологии создания автоматизированной системы для анализа рисков сложных критически важных информационных объектов. Программно-аппаратный комплекс распознавания сцен и оценки потенциальной террористической опасности объектов. Концепция и теоретические основы гармонизации интеграции и слияния данных, информации и знаний в системах мониторинга на основе интеллектуальных геоинформационных систем. Технология построения интегрированных интеллектуальных геоинформационных систем, компьютерный прототип геоинформационных систем. Методы и технологии интеллектуального управления мехатронными и робототехническими системами на базе моделей виртуальной и дополненной реальности и распознавания образов. Средства навигации и управления нейрохирургическими роботами. Создание гетерогенной объектной среды представления модели изделия на всех этапах жизненного цикла, позволяющей стандартизировать интерфейсы универсальных систем автоматического проектирования и разработки. Разработка методов и средств генерирования и манипулирования

моделями сборочных машиностроительных объектов высокой размерности (свыше 100 тыс. деталей) в реальном масштабе времени на персональных рабочих станциях систем автоматического проектирования и разработки. Разработка компьютерных методов проектирования изделий машиностроения и технологий их изготовления на основе формализованного функционального представления. Разработка основ теории динамических макросистем, включающей методы и алгоритмы моделирования и анализа, и объектно-ориентированных информационных технологий для приложений результатов развиваемой теории для управления развитием демо-экономических, городских и транспортных систем. Развитие теории нейро- и

иммуносетевых алгоритмов, включающей принципы их построения и анализа вычислительных свойств, исследование их сходимости и эффективности в задачах моделирования и анализа систем передачи и защиты информации в телекоммуникационных сетях. Разработка теории диффузионного хаоса в нелинейных диссипативных системах уравнений с частными производными, а также методов и алгоритмов численного исследования и обнаружения двумерных и многомерных торов в таких системах. Разработка теории динамического хаоса в двумерных неавтономных системах обыкновенных дифференциальных уравнений и в неавтономных уравнениях 2-го порядка. Создание научных основ и алгоритмов информационно-аналитических систем поддержки исследования, моделирования и прогноза качества жизни населения.

Разработка новых оригинальных подходов, связанных с переносом разработанных методов анализа динамического хаоса в диссипативных системах, описываемых нелинейными дифференциальными уравнениями, на консервативные и, в частности, гамильтоновы системы. На основе полученных фундаментальных результатов решение проблемы турбулентности в жидкостях и газах. Разработка методов оценки эффективности научной деятельности, создание системы мониторинга, анализа и оценки результатов деятельности юридических и физических субъектов сферы науки

30. Нейроинформатика и биоинформатика, научные основы и применения

информационные технологии экспресс-диагностики в медицине катастроф, в педиатрии, технологии биометрии для распознавания эмоционального состояния человека (ярость, агрессия, террористические намерения) на основе методов анализа электрической активности мозга человека. Информационные методы электромагнитной биологии немедикаментозного лечения наркомании и других маний. Разработка лазерных методов восстановления радиационных повреждений стволовых клеток крови на основе доставки в клетку корректирующей генетической информации. Разработка и создание интеллектуальных систем лазерного воздействия на биоткани для решения задач малоинвазивной хирургии. Разработка методов диагностирования и прогноза ракового заболевания по результатам анализа данных по экспрессии на микрочипах.
Создание диагностических и лечебных программ и приборов для офтальмологии

31. Проблемы создания глобальных и интегрированных информационно- елекоммуникационных систем и сетей. Развитие Grid-технологий и стандартов

развертывание российского национального Grid-проекта, нацеленного на создание полноценной Grid-инфраструктуры в России. Создание информационно-безопасных сетевых технологий для распределенных информационных систем, в том числе на основе мультипроцессорных вычислительных систем. Развитие отечественных технологий создания супер-ЭВМ на основе масштабируемой сети микропроцессоров, детального предсказательного моделирования и виртуального прототипирования в процессе проектирования перспективных изделий машиностроения, а также технологий создания систем управления технологическими процессами и собственно изделиями на основе масштабируемых аппаратно-программных комплексов. Создание таких технологий предполагает проведение широкомасштабных фундаментальных и прикладных исследований в

различных областях знаний, в том числе математике, микроэлектронике, информационных технологиях, вычислительных системах, информатике, телекоммуникациях и др., а также создание на этой основе как промышленных технологий разработки масштабируемых супер-ЭВМ и приложений, так и собственно масштабируемых супер-ЭВМ и приложений. Методы и технологии распределенных вычислений на основе коммуникационных модулей с динамической архитектурой, включающих средства информационной защиты персональных компьютеров в сетях и Grid-системах от несанкционированных воздействий. Методы и технологии оптимизации архитектуры телекоммуникационных систем и адаптивной маршрутизации информационных потоков на основе мультиагентных и Grid-технологий. Методы и алгоритмы создания безопасного кода и противодействия

несанкционированному использованию и изменению программного обеспечения на основе технологии обфускации (запутывания). Методы и технологии создания диалоговых систем автоматической обработки русской речи в инфотелекоммуникациях. Действующая версия комплекса программ системы IARnet, являющейся инструментарием для построения Grid-ов 4-го поколения, интегрирующих в прозрачную вычислительную среду разнородные и разноуровневые вычислительные ресурсы. Указанный комплекс программ включает такие компоненты, как ядро, агенты доступа к информационно-алгоритмическим ресурсам, служба регистрации, служба управления сценариями, служба безопасности, графический интерфейс пользователя и программные компоненты интеграции с другими Grid-технологиями. Реализация

инструментария IARnet для построения Grid-структур, ориентированных на решение в распределенной вычислительной среде следующих прикладных задач, таких, как оптимальное управление, имитационное моделирование сложных систем, дискретная оптимизация методом ветвей и границ, геоинформационные приложения, каталогизация и организация удаленного доступа к математическим ресурсам

32. Архитектура, системные решения, программное обеспечение и информационная безопасность информационно- ычислительных комплексов и сетей новых поколений, системное программирование

исследование и разработка отечественных технологий создания методического, алгоритмического, программного обеспечения и элементной базы супер-ЭВМ производительностью до 100 Тфлопс на базе масштабируемой сети архитектурно простых отечественных микропроцессоров и технологии создания масштабируемых приложений для этих супер-ЭВМ. Создание на основе Grid-технологий высокопроизводительной вычислительной среды для решения крупных научных задач. Теория и программный комплекс многоагентного моделирования противоборства команд агентов в сети Интернет. Разработка оптимизированных под конкретные классы задач архитектур микропроцессоров и высокопроизводительных мультипроцессорных ЭВМ на их основе, в том числе для задач обработки сигналов, изображений, кодирования, декодирования, интегральной геометрии. Разработка операционной среды для однородной мультипроцессорной вычислительной системы на базе коммутируемых каналов. Разработка методик и реализация программных систем для обеспечения эффективного создания параллельных программ для различных платформ информационно-вычислительных комплексов новых поколений с параллельной архитектурой, включая многоядерные процессоры многопроцессорных кластеров и территориально-распределенные неоднородные Grid-системы. Разработка и верификация распределенных систем с заданными функциональными требованиями. Результаты найдут применение при разработке систем с заданными функциональными свойствами гражданского и оборонного назначения, формальной (аналитической) верификации программ, проверке свойств программ на основе моделей, статическом анализе программ, тестировании программного обеспечения. Разработка сложных информационно-вычислительных систем коллективного пользования, фундаментальные проблемы информационной безопасности, построение информационных систем на основе самоорганизующихся данных. Результаты найдут

применение при разработке технологии и инструментальных средств автоматизации создания прикладных информационно-вычислительных систем коллективного пользования, создании и развитии технологического инструментального комплекса, предназначенного для автоматизированного проектирования, программирования и сопровождения сложных информационно-вычислительных систем, в супермногомерном прогнозировании на базе нейрокомпьютерной модели функционирования мозжечка, в создании защищенных программ, действующих в недружественной среде, в методах повышения устойчивости программ к ошибкам реализации, устойчивости аппаратуры к преднамеренным воздействиям, в технологии разработки неуязвимого программного обеспечения, в обеспечении конфиденциальности информации, в защите информации, в разработке многоуровневых архитектур представления данных, которые должны обеспечивать гибкое, явное и максимально независимое представление данных на каждом из уровней при условии наличия вертикальной согласованности, в развитии статистических методов обработки слабоструктурированной и текстовой информации

33. Элементная база микроэлектроники, наноэлектроники и квантовых компьютеров, материалы для микро- и наноэлектроники, микросистемная техника, твердотельная электроника

математические модели корпускулярно-оптических систем технологий создания квантового компьютера для определения предельных производительности и разрешения имплантера одиночных ионов, литографических и аналитических ионно-оптических систем, а также для определения предельной возможной плотности размещения наноэлементов обработки информации на чипе твердотельного квантового компьютера. Разработка моделей технологии создания квантового чипа с целью выяснения предельной возможной плотности размещения кубитов. Разработка элементной базы наноэлектроники на основе молекулярных наноструктур. Создание новых микро- и наноэлементов спинтроники. Новые эффективные методы и алгоритмы анализа цифровых схем, отвечающие требованиям современных субмикронных

технологий и нанотехнологий, превосходящие по эффективности и адекватности описанные в научной литературе, такие, как новые эффективные модели для анализа и оптимизации сверх больших интегральных схем, обеспечивающие учет новых требований современных субмикронных технологий изготовления микросхем, гарантирующие существенное повышение качества проектирования за счет учета разнородной проектной информации, новые эффективные методы и алгоритмы анализа быстродействия, учитывающие влияние внешних дестабилизирующих факторов, таких, как вариации напряжения питания, вариации температурных режимов и др., новые методы и алгоритмы анализа субмикронных сверхбольших интегральных схем, обеспечивающие учет вариаций технологических факторов, таких, как вариации параметров микроэлектронных приборов, вариации размеров и емкостей межсоединений, а также новые методы многоуровневого анализа цифровых схем,

удовлетворяющие требованиям новых международных стандартов проектирования библиотек элементов, обеспечивающие высокую скорость работы алгоритмов в сочетании с высокой точностью за счет разработки новых эффективных моделей для анализа и оптимизации субмикронных сверхбольших интегральных схем. Разработка отечественного ряда микропроцессоров различного назначения, в том числе для создания высокопроизводительных ЭВМ. Разработка технологии создания наноэлектронных структур методом селективного удаления атомов. Разработка технологии и создание квантово-размерных гетероструктурных нанотранзисторов с предельной частотой усиления до 200 ГГц. Разработка технологии и создание квантово-размерных гетероструктурных нанотранзисторов с предельной частотой усиления до 400 ГГц. Разработка комплекса моделей и алгоритмов вычислительных микросистем на основе распределенного множества полупроводниковых сенсоров различной физической природы. Разработка алгоритмов навигационных систем высокого уровня интеграции на основе полупроводниковых сенсоров и GPS/ГЛОНАСС-приемников

34. Опто-, радио- и акустоэлектроника, оптическая и СВЧ-связь, лазерные технологии

проведение исследований и разработки архитектуры коммуникационной среды, оптимизированной для оптических методов передачи, максимально использующей характерное для оптики быстродействие и параллелизм при передаче информации. Разработка физических принципов функционирования и технологии создания оптических систем связи для супер-ЭВМ и оптоэлектронной элементной базы для соединения и интеграции с элементами супер-ЭВМ. Разработка лазерно-информационных технологий создания трехмерных объектов по их виртуальным моделям для решения биомедицинских задач моделирования органов и изготовления имплантов и прямого выращивания трехмерных объектов методами селективного лазерного спекания наноматериалов. Разработка статистических методов, позволяющих моделировать и оптимизировать оптические линии связи со сверхплотным частотным уплотнением. Разработка новых акустоэлектронных и акустооптических средств, развитие на этой основе усовершенствованной технологии сверхширокополосного беспроводного доступа в подвижных и фиксированных информационно-телекоммуникационных сетях 4-го и последующих поколений. Разработка некогерентных интеллектуальных волоконно-оптических преобразователей для систем промышленной автоматизации. Создание полупроводниковых однофотонных источников и развитие однофотонных систем передачи данных и квантовой криптографии. Развитие технологии молекулярно-лучевой эпитаксии для получения слоев нитридов галлия и алюминия для мощных элементов СВЧ-техники нового поколения

35. Локационные системы

разработка принципов построения перспективных поляриметрических и интерферометрических локационных систем дистанционного зондирования земных сред. Разработка сверхширокополосных радиолокационных систем на основе многочастотных и шумовых сигналов. Развитие методов активной пространственно-некогерентной локации в целях ближнего дистанционного обнаружения и распознавания замаскированных объектов при стерео-поляризационном приеме в диапазоне миллиметровых волн. Разработка систем пассивного радиовидения миллиметрового диапазона для самолетной и корабельной навигации в условиях отсутствия оптической видимости с применением методов стереополяризационного приема. Радиолокационные и радиометрические информационно-измерительные системы с цифровой обработкой сигналов для атмосферного, поверхностного и подповерхностного зондирования природной среды. Решение проблем создания интегрированных алгоритмов сигнальной, первичной и вторичной обработки радиолокационной информации для повышения разрешающей способности, точности определения координат и параметров движения целей. Решение проблемы инверсного и квазиинверсного синтезирования апертуры для объектов, движущихся как по стабильным, так и с разной степенью неопределенности траекториям, для построения их радиоизображений с высоким разрешением и детализацией формы

V. Химические науки и науки о материалах

36. Теоретическая химия и развитие методологии органического и неорганического синтеза, новые методы физико-химических исследований

проведение комплексных экспериментальных и теоретических исследований, которые позволят получить фундаментальные научные знания о химических превращениях и химических свойствах веществ, позволят создать новые химические процессы и перспективные материалы, включая наноматериалы для нужд энергетики, электроники, медицины, оборонной техники, рационального природопользования, создания транспортных, авиационных и космических систем. Разработка новых общих селективных методов синтеза химических веществ и материалов с практически полезными свойствами, изучение их строения, установление фундаментальных закономерностей "структура - свойство"

37. Современные проблемы химии материалов, включая наноматериалы

получение принципиально новых фундаментальных знаний о металлических и композиционных наноструктурах, свойствах порошковых и массивных наноматериалов и покрытий с заданными функциональными свойствами. Проведение комплекса теоретических и экспериментальных исследований, направленных на создание физико-химических основ получения композиционных, металлических, полимерных, керамических и других наноматериалов с заданными свойствами и функциями. Разработка новых композиций высокоэффективных наноматериалов. Освоение опытно-промышленного производства новых порошковых, композиционных и других наноматериалов и покрытий. На основе результатов исследований могут быть разработаны конкретные инновационные продукты (услуги) такие, как нанопорошки тугоплавких металлов и инструменты на их основе с износостойкостью в 7-10 раз выше, чем для лучших аналогов, высокоэффективные магниты массового назначения для электроприборов и авиационной техники с утроенными эксплуатационными свойствами, нанопокрытия для медицинского инструмента, узлов ракетно-космической техники, точных приборов и механоэлектрических микросистем с эксплуатационными свойствами в 5-8

раз выше, чем для лучших аналогов, наноматериалы из редкоземельных металлов и приборы на их основе для высокоточного экспресс-анализа пищевых продуктов с большей на порядок чувствительностью, наноматериалы с эффектом памяти формы для щадящей кардиомикрохирургии и др. медицинских целей, что позволит в 10 раз сократить сроки выздоровления пациентов, высокоэффективные наноматериалы с удвоенной прочностью для скоростного железнодорожного транспорта, новый ферромагнитный полупроводниковый материал на основе тройного теллурида индия и хрома для постоянных магнитов и многофункциональных приборов и интегральных схем, композиционный материал на основе алюминия и бора для нового поколения транспортных упаковочных контейнеров для отработавших ядерных материалов, органосиликатный композиционный материал для тензометрирования деталей и узлов машин атомных энергетических установок в диапазоне температур от -60 до 550°С

38. Научные основы экологически безопасных и ресурсосберегающих химико-технологических процессов

получение фундаментальных знаний о закономерностях протекания процессов переработки антропогенных отходов, конверсии тяжелых нефтяных остатков в светлые нефтепродукты, химической переработки твердых горючих ископаемых. Разработка научных основ химической технологии получения нового поколения полимерных материалов. Получение технологических параметров и разработка методов расчета реакционного узла широкого круга новых процессов таких, как получение синтез-газа из природного и попутного газов в системе с циркулирующим оксидно-металлическим катализатором, восстановительная дегидратация спиртов с получением изопарафинов - экологически безопасного компонента моторных топлив, глубокая конверсия тяжелых нефтяных остатков и биомассы на наноразмерных частицах катализатора, экологически безопасный процесс алкилирования изопарафинов олефинами на твердых катализаторах вместо применяемых в промышленности "грязных" технологий с

использованием серной и фтористоводородной кислот, высокоэффективный процесс получения синтетической гуттаперчи с использованием принципиально нового типа катализатора, а также углекислотный риформинг метана с использованием наноразмерных частиц катализатора, распределенных в пористой структуре мембранной системы. Конструирование пилотных установок по испытанию процессов получения синтез-газа в движущемся слое оксидно-металлического катализатора, переработки тяжелых нефтяных остатков и биомассы в синтетическую нефть на наноразмерных катализаторах, получения высокоэффективного титаномагниевого катализатора получения синтетической гуттаперчи. Получение исходных данных для проектирования пилотных установок с целью испытания широкого круга новых химических процессов

39. Химические аспекты современной экологии и рационального природопользования, включая научные проблемы утилизации и безопасного хранения радиоактивных отходов

новые фундаментальные знания о путях развития биосферы и техносферы и об их коэволюции. Разработка химических методов, аппаратуры и материалов для быстрого реагирования в связи с возможными авариями и террористическими актами на потенциально опасных химических объектах, создание новых методов экологического мониторинга токсичных веществ и патогенно-биологических соединений в окружающей среде. Разработка новых методов, приборов и сенсоров для химического контроля и регулирования состава атмосферы и качества природных вод и пищевых продуктов, разработка экологически безопасных и ресурсосберегающих методов переработки природного ископаемого сырья (нефть, газ, уголь и др.), обеспечивающих существенное повышение степени его использования, включая процессы комплексной переработки отходов горно-обогатительных производств, разработка методов конверсии биомассы и парниковых газов в товарные продукты. Разработка новых технологий и средств утилизации радиоактивных отходов и методов их безопасного хранения, а также новых технологий и продуктов таких, как экологически безопасные и ресурсосберегающие методы переработки природного ископаемого сырья (нефть, газ, уголь и др.), обеспечивающие существенное повышение степени его использования, включая процессы комплексной переработки отходов горно-обогатительных производств, методы конверсии биомассы и парниковых газов в товарные продукты, новые методы экологического мониторинга токсичных веществ и патогенно-биологических соединений в окружающей среде, новые методы, приборы и сенсоры для химического контроля и регулирования состава атмосферы и качества природных вод и пищевых продуктов, новые технологии и средства утилизации радиоактивных отходов и методы их безопасного хранения

40. Химические аспекты энергетики: фундаментальные исследования в области создания новых химических источников тока, разработки технологий получения топлив из ненефтяного и возобновляемого сырья, высокоэнергетических веществ и материалов

получение фундаментальных данных о реакционной способности молекул алканов, алканолов, полимеров гексоз и пентоз в условиях каталитических и биокаталитических превращений, лежащих в основе производства высокоценных химических продуктов для топливно-энергетического комплекса, разработка научных основ получения биодизельного топлива из растительного сырья, разработка фундаментальных подходов к переработке древесины, горючих сланцев и кислых гудронов; разработка теории стабильности полиазоткислородных систем и развитие новых методов создания высокоэнергетических веществ. Выявление генезиса формирования активных центров восстановительной дегидратации спиртов, получение данных для выбора оптимального режима проведения реакции и определение границ применения изучаемой реакции, установление механизма углекислотного риформинга метана в присутствии наноразмерных каталитических композиций, разработка методов получения наноразмерных частиц катализаторов реакции Фишера-Тропша, разработка процессов окислительного дегидрирования алканов С2-С4 кислородом, химически запасаемым на катализаторе, создание новых агентов, повышающих октановое число бензинов, получение сведений о механизме прямого окислительного карбонилирования алканов на родий-медь (железо) хлоридных системах, создание реактора для высокоскоростного термоокисления и термокрекинга

природных битумов, создание мембранных и фотобиореакторов для получения водорода и углеводородного топлива из органических отходов, разработка технологии получения метанола из метана ферментативным окислением, определение составов наиболее перспективных для аккумулирования водорода интерметаллических соединений, формирование водородаккумулирующих металлогидрид-углеродных и амид-имидных нанокомпозитов, моделирование процессов сорбции-десорбции в мелкодисперсных водородпоглощающих средах, разработка многокомпонентных сплавов, металлических и металл-углеродных композитов, обладающих более высокими технико-эксплуатационными характеристиками и более низкой стоимостью по сравнению с имеющимися в мире аналогами, создание и исследование новых окислителей, пластификаторов, активных горючих связующих для различных видов вооружений, создание пилотных установок для апробации и технико-экономической оценки процессов восстановительной дегидратации спиртов и углекислотного риформинга метана

41. Химические проблемы создания фармакологически активных веществ нового поколения

создание обобщенных количественных представлений о взаимодействии "лекарственная молекула - биомишень", создание молекулярных моделей биомишеней для "докинга" лекарственных веществ. Создание теории и компьютерных программ для анализа связи структуры и биологических свойств органических веществ. Создание теории вторичных эффектов действия лекарственных средств, постгеномное обеспечение индивидуальной медицины методами контроля и новыми лекарственными средствами. Разработка общей системы постгеномного анализа индивидуальных особенностей строения биомакромолекул человека и создание основ фармакогеномики и индивидуальной медицины. Формирование фокусированных библиотек синтетических и природных биологически активных соединений. Выявление на основе применения методов молекулярного моделирования, высокопроизводительного и виртуального скрининга

новых оригинальных лекарственных веществ. Создание новых лекарственных препаратов и новых лекарственных форм для лечения онкологических, нейродегенеративных и кардиологических заболеваний. Развитие работ включает создание и внедрение в рамках инновационных проектов ряда фармакологических препаратов, методов диагностики и биохимического анализа, комплексной системы по направленному синтезу, скринингу и доклиническим испытаниям новых оригинальных отечественных лекарственных препаратов, создание основ государственной системы генотипирования населения

VI. Биологические науки

42. Биология развития и эволюция живых систем

при исследовании основных закономерностей и механизмов онтогенеза получение новых данных о молекулярных, генетических, клеточных и тканевых особенностях индивидуального развития (дифференцировки, формообразования и роста) животных и растений. Выявление механизмов пролиферации, дифференцировки и трансдифференцировки в тканях животных, анализ особенностей межклеточных взаимодействий и индукционных процессов, который позволит доказать ведущую роль микроокружения клеток в регуляции их дифференцировки. Получение новых данных

о формировании важнейших систем и органов (нервной, эндокринной, иммунной, кроветворной и мышечной) с позиций современной молекулярной и клеточной биологии, изучение механизмов направленной дифференцировки стволовых клеток, выделенных из разных тканей и органов взрослых животных, вызванной влиянием индукторов различной природы. Изучение воздействия факторов среды (космического полета, биологически активных соединений, мутагенов, температуры) на процессы развития. Проведение исследования клонирования животных, основанного на методах андрогенеза и партеногенеза, а также использование трансгенных животных для

решения проблем биологии развития. Результаты этих исследований позволят сформулировать современную концепцию механизмов онтогенеза животных, основанную на взаимодействии молекулярно-генетического, клеточного и тканевого уровней организации. Разработка теории репродукции растений, базирующейся на

изучении морфогенеза репродуктивных структур, проведение анализа нового типа вегетативного размножения - эмбриоидогении, обоснование выделения двух главных форм эмбриоидогении: репродуктивной и вегетативной. Проведение исследования явления полиэмбрионии с позиций стволовых клеток растений, завершение разработки оригинальной концепции явления апогаметии. Проведение анализа живорождения у растений и животных, которое рассматривается как "эмбрионизация" онтогенеза. Разработка моделей становления и эволюции биосферы, включая самые ранние этапы ее развития. Проведение моделирования перехода от мира РНК к

"миру клеточной жизни" и становлению эвкариот, а затем и многоклеточных организмов. Выявление скоростей морфологических преобразований и особенности морфогенеза и эволюции животных и растений на различных этапах развития биосферы. Сопоставление и согласование полученных на ископаемом материале данных по эволюционной морфологии с результатами исследований различных направлений биологии развития и сравнительной морфологии, полученными на современных организмах. Разработка теоретических и методологических основ эпигенетической концепции эволюции на основе представлений о целостности организмов в онто- и филогенезе. Разработка проблем становления морфофункциональной организации высоких таксонов на основе выяснения генезиса, темпов и механизмов структурных перестроек на разных уровнях. Разработка концепции эволюции регуляторных механизмов морфогенеза. В перспективе - выявление принципиально новых типов организации ископаемых организмов, крайне важных с точки зрения эволюционной значимости, но не дошедших до современности

43. Экология организмов и сообществ

выявление на многочисленных модельных объектах основных типов адаптивных стратегий видов организмов и их сообществ в естественных и антропогенных условиях, в том числе при воздействии пессимальных и экстремальных факторов разного генезиса. Эти исследования включают анализ механизмов адаптационного морфогенеза позвоночных и беспозвоночных животных в связи с их динамикой и устойчивостью к антропогенным воздействиям, оценку возможностей адаптации растений на биохимическом, субклеточном, клеточном и организменном уровнях, анализ экологических механизмов микроэволюционных преобразований в популяциях растений и животных. Выявление закономерностей возникновения адаптаций в условиях длительного радиационного воздействия, установление механизмов отдаленных последствий хронического низкоинтенсивного электромагнитного излучения на биоту и человека и их отличий от воздействия высоких доз излучения. Разработка балансовых моделей миграции и накопления техногенных радионуклидов в бассейнах крупных рек Урала и Западной Сибири для долгосрочного прогнозирования возможного загрязнения природной среды. Проведение для основных природных зон Северной Евразии оценки скоростей депонирования и миграции естественных и техногенных радионуклидов в наземных и водных экосистемах. Предложение новых методов идентификации и диагностики источников поступления в окружающую среду радионуклидов на основе анализа их изотопных отношений, разработка концепции и методологии мониторинга наземных и водных экосистем, находящихся в сфере предприятий ядерного топливного цикла. Осуществление прогнозного моделирования изменения наземных экосистем разных типов при различных сценариях глобального потепления. Построение сверхдлинных (до 10 тыс. лет) непрерывных древесных кольцевых технологий для территории Северной Евразии. В результате появится возможность реконструкции климата прошлых историко-геологических эпох. На базе

сравнительного анализа древних форм синэкологической организации и их современных аналогов проведение реконструкции изменений структуры биоценозов в фанерозое, в том числе в периоды биоценотических кризисов. Разработка общей концепции гомеостаза механизмов регуляции и оптимизации структуры сообществ в зависимости от климатических факторов и антропогенных воздействий с последующим развитием принципов и методов экологической инженерии, включая восстановительные технологии, выявление роли симбиотических, паразитарных и коадаптивных комплексов, их значение для профилактики и лечения природно-очаговых инфекций и инвазий. Создание системы управления биопродукционным процессом в экосистемах разных типов в условиях антропогенного воздействия. Создание моделей функционально-ценотической организации сообществ почв, взаимосвязей макро- и микроорганизмов и их роли в трансформации органического вещества и почвенном плодородии. Разработка систем мониторинга лесных и лесоболотных систем, определение основных показателей их ресурсного потенциала и биосферных функций, в том числе в балансе углерода в зависимости от широтно-зональных градиентов среды и глобальных климатических изменений. Создание карт почв, растительности, животного мира на зональном, региональном и федеральном уровнях. Разработка методологии обеспечения биологической безопасности человека в искусственной среде обитания, методов контроля микробного статуса человека и технологии микробиологической защиты среды обитания гермобъектов различного назначения. Изучение на различных системных уровнях особенности формирования функциональных перестроек у 2-3 поколений уроженцев Крайнего Севера и выявление негативных последствий совокупного влияния на здоровье человека экстремальных факторов среды в зависимости от выраженности сезонных флюктуаций клинических и геогелиофизических показателей с учетом половозрастных и этнических характеристик организма и длительности проживания на Севере. В результате будет предложена система управления здоровьем северян в зависимости от региона их проживания, основанная на прогнозной оценке изменения адаптационного потенциала человека в процессе его онтогенеза

44. Биологическое разнообразие

на основе проведенных ревизий и таксономических исследований подготовка новых монографий, определителей и каталогов таких, как "Аннотированный каталог морских рыбообразных и рыб России", "Атлас морских рыб Камчатки", "Рыбы Белого моря", "Аннотированный список рыб Каспийского моря", "Ранние тестудиноидные черепахи Азии: морфология, систематика и филогения", отдельные тома "Ископаемых позвоночных России и сопредельных стран", "Змеи Кавказа", "Полевой определитель ликодов и близких к ним видов (Zoarcidae: Lycodes, Lycodopsis, Petroschmidtia) дальневосточных морей России", очередные тома "Каталога фондовых коллекций Зоологического института РАН" и "Кадастр птиц Ленинградской области", монография серии "Фауна России и сопредельных стран" - "Млекопитающие. Семейство Медвежьи", очередные тома "Биоты российских вод Японского моря" и "Иллюстрированные ключи для определения беспозвоночных российских морей Арктики", отдельные тома "Фауны России" по большой группе таксонов разного ранга беспозвоночных, "Декоративные многолетние растения Главного ботанического сада РАН: 60 лет интродукции", "Итоги интродукции сирени", 2-й том "Флоры Нижнего Поволжья", 3-й том "Конспекта флоры Кавказа", "Конспект флоры Восточной Европы", 2-й и 3-й тома "Определителя грибов России", 1-й том "Флора лишайников России", "Микобиота Белорусско-Валдайского поозерья", "Макромицеты луговых сообществ заповедников России", "Растения Центральной Азии" (2 тома), "Catalogue of basidiomycete strains of the LE BIN Culture Collection", "Растительность Северо-Запада России" и др. Подготовленные каталоги позволят провести оценку ресурсов и оперативно оценивать их состояние и прогнозировать их изменение. Расширение базы биологических

ресурсов за счет введения в практику хозяйственного использования новых видов организмов, содержащих биологически активные вещества, перспективные для применения в фармацевтической промышленности. Разработка новых технологий расширенного воспроизводства молоди и маточного стада ценных видов промысловых рыб в полуискусственных условиях, создание промышленных зоомикробных культур для переработки органических отходов сельского, муниципального хозяйства, промышленных отраслей, работающих на природном органическом сырье, культивирование микробных комплексов интестинальных симбиотических микроорганизмов в качестве кормовых добавок для использования в птицеводстве и животноводстве (пробиотики, целлюлозолитики), разработка методов биологической очистки активного ила в водоемах и почвы, загрязненной нефтью и продуктами ее переработки. Разработка на основе данных молекулярно-генетического анализа и классической морфологии методов диагностики паразитов животных и растений, создание баз данных наиболее опасных видов паразитов растений, рыб и охотничье-промысловых животных на территории России. Для защиты растений от паразитических нематод на основе стероидных гликозидов культуры клеток Dioscorea deltoidea проведение производственной проверки эффективности созданного препарата дельтостим, а также производственных испытаний водорастворимого биопродукта хитозана и его производных в качестве элиситора нематодоустойчивости сельскохозяйственных растений. По материалам исследований издание монографий "Церкариозы в урбанизированных экосистемах", "Нематоды - паразиты и патогены беспозвоночных", "Паразитические фитонематоды России", "Динамика сообщества цестод перелетных птиц" и "Определитель моногеней пресноводных рыб Палеарктики и Амура". Составление базы данных по миграциям птиц, установление путей переноса птичьего гриппа. Дальнейшая разработка методологии и методов оценки

биоразнообразия лесных экосистем - анализ и продолжение разработки типологии бореальных лесов. Обобщение разработанных методологических подходов и методов выявления общих закономерностей изменения биоразнообразия и средообразующей роли биоты в ходе сукцессий в бассейнах малых рек в книге "Методы исследований лесных биогеоценозов малых рек". Передача методов мониторинга с развитыми и внедренными новыми параметрами заинтересованным ведомствам. На основе новых данных по пространственно-типологическому разнообразию болотных экосистем и заболоченных местообитаний создание геоинформационной системы "Болотные экосистемы России" с оценкой их углерододепонирующей способности. Завершение создания баз данных по чужеродным видам растений и животных, вселившимся на территорию России, разработка генетических методов тестирования краевых популяций и определения границ материнского и новоприобретенного ареалов. Определение темпов распространения и степени адаптации и воздействия на аборигенные виды чужеродных растений, установление уровня гибридизационных процессов и доли гибридов во флоре разных водохранилищ бассейнов европейских рек России. Результаты исследований экологии насекомых - потенциальных агентов биологического контроля инвазионных видов растений, биологического разнообразия энтомофагов плодовых садов, популяции амброзиевого листоеда будут использованы для разработки методов борьбы с вредителями. Издание по проблеме чужеродных видов обобщающих монографий "Ондатра: причина и следствия биологической инвазии", "Экология океанического обрастания в пелагиали", "Инвазийные млекопитающие России", "Чужеродные виды и их воздействие на экосистемы Черного и Каспийского морей", "Чужеродные виды в Голарктике", "Биологические инвазии чужеродных видов" и "Черноморско-каспийская тюлька: история инвазии".

Исследования видового и экосистемного биоразнообразия в районах интенсивного освоения человеком (Сочи, Сахалин, Байкал, Селенга), что позволит выявить влияние антропогенной деятельности на состояние живой природы этих регионов. Разработка на основе изучения биологии редких видов животных и растений, технологий их реинтродукции и сохранения как в естественной среде, так и в искусственных условиях. Оценка биологического разнообразия и характеристика симбиотических взаимодействий микроорганизмов в природных биоценозах. Разработка технологии микробиологического мониторинга водных экосистем. Выявление микробиологического потенциала ледникового щита Центральной Антарктиды и озера Восток. Исследование влияния микробных комплексов контактных зон на самоочищение пресноводных и морских экосистем. Выявление биогеографических закономерностей и ландшафтной специфики пространственного варьирования физико-химических свойств и биологической активности почв. Разработка теоретических основ изучения и сохранения биоразнообразия и ресурсопользования - вопросов микроэволюции, видообразования, соотношения видового и внутривидового разнообразия, разнообразия сообществ и экосистем