У меня есть мечта: создать в МФТИ большой вычислительный центр — заведующая лабораторией о своем пути в науке

В Год науки и технологий в рубрике «Женщина в науке» заведующая Лабораторией моделирования механических систем и процессов Московского физико-технического института (МФТИ), кандидат физико-математических наук Наталья Завьялова рассказала о том, как вместе с коллегами разрабатывает математические методы для сложных физических процессов, а также о том, как одновременно делать карьеру в науке и воспитывать троих детей. 

Любой процесс — в уравнения

Последние два года в рамках проекта Фонда перспективных исследований (ФПИ) Наталья Завьялова и команда лаборатории из почти 50 человек занимается созданием программного комплекса для моделирования и проектирования многоспутниковых космических систем. 

«Илон Маск говорит, что запустит множество спутников в космос, но просто так это сделать нельзя. Нужно попытаться рассчитать, где должны находиться космические аппараты, какие у них должны быть свойства,  как между собой будут распределять задачи, как они будут связываться с наземными станциями и каким функционалом будет обладать вся группировка. В России тоже уже много космических аппаратов на орбите и еще больше планируется к запуску. Мы занимается созданием программного обеспечения, которое будет вести все расчеты для этих группировок и помогать принимать решения», — объясняет кандидат физико-математических наук. 

Это всего лишь одна из задач, над которыми работает Наталья Завьялова и ее коллеги. Так, например, среди проектов научного коллектива было создание математической модели открытой части системы охлаждения для транспортно-энергетического модуля — российского космического корабля, который, как ожидается, в будущем будет заниматься перевозкой космических аппаратов между орбит и дальними космическими миссиями к планетам Солнечной системы, в том числе к Марсу, а также для борьбы с космическим мусором на орбите Земли. 

Еще один проект, которым занимались ученые Лаборатории моделирования механических систем и процессов МФТИ под руководством Натальи Завьяловой, — специальный вычислительный комплекс для «Зарубежнефти», позволяющий проводить моделирование тепловых методов воздействия на высоковязкую нефть. Эта нефть по консистенции напоминает асфальт или парафин, из-за своих физических свойств ее не извлечь на поверхность традиционными способами. 

«Чтобы ее извлечь на поверхность, необходимо снизить ее вязкость, нагреть, добавить химические реактивы. Мы делали специальный программный комплекс, которые такие вещи рассчитывает, — говорит Наталья. — Вообще любой процесс — физический, экономический, социальный — можно пытаться описать системой математических уравнений. Часто они получаются такими сложными, что для их решения нужно разрабатывать специальные численные методы. Мы их разрабатываем, реализуем, создаем для них пользовательские интерфейсы, чтобы потом ими можно было пользоваться тем людям, которые далеки от численных методов и занимаются инженерными и производственными задачами», — рассказывает Наталья Завьялова.

Большая мечта

Помимо научной деятельности, Наталья Завьялова преподает в МФТИ вычислительную математику, а также воспитывает троих сыновей, старшему из которых 15 лет, а младшему — четыре.  

«Мне кажется, я ничего не успеваю из того, чего хочу успеть, — говорит кандидат физико-математических наук. — Но у нас сейчас такой мир, когда каждый волен выбирать, чем он хочет заниматься в соответствии со своими внутренними стремлениями. У меня тоже есть какое-то представление, чем я должна заниматься. Это — наука, преподавание, домашние и семейные дела. Мне удалось подстроить свою жизнь под эти запросы. Конечно, мне очень помогает муж, он много занимается с детьми, делает с ними школьные уроки».

При этом, по словам Натальи Завьяловой, материнство несколько изменило ее планы на карьеру. Когда у нее родился первый ребенок, ей пришлось оставить экспериментальную физику, которой она увлеклась еще в бакалавриате, и начать заниматься вычислительной математикой, потому что ею возможно заниматься из дома. 

«Сначала я немного расстроилась, так как экспериментальная физика мне очень нравилась, но потом я втянулась. В науке, и вычислительной, и экспериментальной, хорошо то, что каждый раз здесь появляются новые интересные задачи, каждый раз узнаешь или изобретаешь что-то новое, чувствуешь, что развиваешься. Но иногда бывает наоборот, немного хочется отдохнуть от этой новизны», — отшучивается кандидат физико-математических наук. 

Наталья Завьялова ставит перед собой большие цели, несмотря на то, что ее жизнь расписана по минутам. Уже сейчас ее команде приходится конкурировать с гигантскими промышленными предприятиями и коммерческими компаниями, которые десятилетиями занимаются разработками в космической отрасли. 

«У нас нет истории успеха, которая могла бы исчисляться десятками лет, поэтому для полноценной конкуренции мы должны предлагать что-то взамен. Нам приходится придумывать новые математические и программные решения, которые были бы более быстрыми, более точными, чем традиционные подходы, решения, которые бы не требовали больших вычислительных мощностей и которыми могло бы пользоваться как можно больше инженеров. С каждым годом к нам обращается все больше и больше людей. Если честно, у меня есть мечта: создать в МФТИ большой вычислительный центр, который будет решать множество совершенно разных задач», — делится планами ученая.   

Читать также