Наша чудова планета Земля могла б мати назву Океанія, оскільки площа, яку на ній займає вода, у 2,5 раза перевищує площу суходолу. Океанічні води покривають ¾ поверхні (70,8 %) земної кулі шаром завтовшки близько 4000 м, становлячи 97 % її гідросфери. Світовий океан як сукупність усіх морів і океанів Землі має вирішальний вплив на життєдіяльність нашої планети і відіграє важливу роль у формуванні клімату на ній. Морські течії, які переносять нагріті або охолоджені води в інші широти, значною мірою є відповідальними за розподіл тепла і клімат на планеті. Мінеральні ресурси Світового океану — це не тільки морська вода, а й скарби, які лежать «під водою». Головний скарб Світового океану — його біологічні ресурси. Біомаса Світового океану налічує 150 тисяч видів тварин і 10 тисяч водоростей, а її загальний об’єм оцінено у 35 млрд тонн. Цього цілком досить, щоб прогодувати на Землі 30 мільярдів людей. На континентальному шельфі Світового океану є великі родовища корисних копалин, зокрема нафти й газу. Частина морського видобутку вуглеводнів наближається до 1/3 світового видобутку цих енергоносіїв. Океани мають велике транспортне значення, сполучаючи світові морські порти. Моря й океани як театри дії військових флотів морських держав відіграють важливу роль у забезпеченні їхньої обороноздатності та національної безпеки.
Але Світовий океан, на жаль, має і свої проблеми. Одна з таких проблем — забруднення морів і океанів. У Тихий океан щорічно скидають близько 9 млн тонн відходів, а у води Атлантики — більш ніж 30 млн тонн. Найшкідливішим хімічним забрудненням є нафта та нафтопродукти. Щороку в океан потрапляє приблизно 10 млн тонн нафти. Тривалий час у морях і океанах здійснювали захоронення рідких і твердих радіоактивних відходів. Так, у 1950–1992 роках Радянський Союз у Льодовитому океані затопив ядерні відходи сумарною активністю 2,5 млн кюрі, серед них реактори аварійних атомних човнів і реактори атомних криголамів. Франція топила свої радіоактивні відходи у Північному морі, а Велика Британія — в Ірландському морі. Усе це призводило і призводить до погіршення екологічної ситуації в морях і океанах, до зменшення біологічної продуктивності морських екосистем, збіднення видового складу. Збереження морських ресурсів визначено однією з 17 глобальних цілей порядку денного щодо сталого розвитку до 2030 року, схваленого країнами — членами ООН 25 вересня 2015 року у межах 70-ї сесії Генеральної Асамблеї ООН у Нью-Йорку й адаптованих Україною у 2017 році. Охорона Світового океану є однією з глобальних проблем людства. Розв’язанню цієї проблеми значною мірою сприяють дослідження людством Світового океану. Здобуті знання допомагають виконати численні завдання, пов’язані як з використанням, так і з охороною океанських вод.
У зв’язку зі збільшенням антропогенного впливу на Світовий океан унаслідок транспортування вантажів, використання морських бурових платформ, прокладання по морському дні трубопроводів постають завдання попередніх океанографічних, а надалі й експлуатаційних досліджень морських течій, температури і солоності води, дрейфу льодів, температури повітря, атмосферного тиску, вітру, морського хвилювання і загалом повного комплексу океанографічного та гідрометеорологічного забезпечення. Залишається не до кінця пізнаною природа виникнення в океані поверхневих водних мас з аномальною температурою і їх вплив на взаємодію середовищ океан — атмосфера. Руйнівні наслідки мають такі явища, як океанські тайфуни і циклони, особливо в разі помилок у прогнозуванні погоди. Наявні наземні системи гідрометеорологічного забезпечення не відповідають вимогам повноцінного висвітлення процесів в океані й приводній атмосфері. Актуальним і потрібним став глобальний океанський моніторинг.
З прадавніх часів і донині людство наполегливо вивчає Світовий океан як на різних його глибинах, так і зовні, застосовуючи щораз досконаліші технології, інформаційні вимірювальні системи, новітні досягнення науки та техніки.
У 60–70-х роках минулого століття, а саме з 1974 року, до тематики досліджень Світового океану долучився і колектив сухопутного НДКІ ЕЛВІТ, зокрема його науково-дослідна лабораторія під керівництвом Володимира Котлярова, яка вже мала практичний досвід розроблення різноманітних інформаційних вимірювальних систем і систем збору інформації від первинних перетворювачів фізичних параметрів та розроблення приладів для вимірювання температури, а також відповідні наукові публікації й авторські свідоцтва, серед яких: АС СССР № 193754 «Пьезоэлектрический датчик температури», БИ № 7, 1967; статья «Многоканальная система измерения, обработки, регистрации и ввода в ЭВМ гидрофизической информации», В кн.: Автоматика и вычислительная техника в исследовании океана: тезисы доклада 1-й всесоюзной конференции, Владивосток, 1976. Автори статті В. Голембо і В. Котляров у Владивостоці не тільки доповіли про розроблену в ОКБ 64-канальну систему, а й взяли участь у туристичному рейсі до Японського моря на теплоході «Ілліч» для учасників конференції, а також уперше скуштували справжніх кальмарів.
Львівська політехніка давно відома науковою школою вимірювальної техніки та приладобудування. Це праці професорів Романа Дзеслевського, Казимира Ідашевського, Влодзімежа Круковського, Олександра Харкевича, Костянтина Карандєєва, доцентів Анатолія Шрамкова і Володимира Кочана, професорів Євгена Поліщука, Богдана Стадника, Бориса Швецького, Ігоря Вишенчука та їхніх учнів, праці багатьох інших вчених і фахівців.
У Радянському Союзі дослідженнями фізичних процесів у морях і океанах, автоматизацією океанографічних і геофізичних досліджень, морським науковим приладобудуванням займався Морський гідрофізичний інститут (МГІ), який був заснований у складі АН СРСР в Москві, а 1961 року рішенням ЦК КПРС переданий з АН СРСР до АН УРСР і перебазований ближче до предмета досліджень у м. Севастополь.
Саме цей відомий у світі океанологічний центр і став з 1978 року Замовником нашої апаратури. В той час директором МГІ був відомий вчений-океанолог, видатний організатор науки, академік НАН України Борис Олексійович Нелепо, а керівником відділу дистанційних методів дослідження, правою рукою Б.О. Нелепа і тривалий час заступником директора з наукової роботи Юрій Терьохін.
Б.О. Нелепо, можливо, одним із перших вчених у світі зрозумів, що майбутнє за космічними дослідженнями Світового океану. Він створив у МГІ школу із супутникових технологій контролю морського середовища, космічної океанології. МГІ став головною організацією в СРСР у галузі супутникової океанології й виконав комплекс основоположних науково-дослідних і дослідно-конструкторських робіт на шляху до створення глобальної системи дослідження океану за допомогою штучних супутників Землі. Теоретичні засади космічної океанології в МГІ заклав наш земляк з Яворова Геннадій Костянтинович Каратаєв, який нині є науковим керівником МГІ, членом-кореспондентом НАНУ і РАН, відомим у світі вченим-океанологом. Створення в СРСР у 1979–1981 роках експериментальної океанографічної спостережної системи з використанням космічних апаратів (КА) «КОСМОС-1076» та «КОСМОС-1151» почалося з проведення космічного експерименту «ОКЕАН-Э». До робіт були залучені МГІ АН УРСР, КБ «Південне», «Південьмаш», Інститут радіофізики та електроніки АН УРСР, Московський НДІ приладобудування (п/с Г-4149).
Уперше частину бортової наукової апаратури цих КА виготовляли в СКТБ з дослідним виробництвом МГІ. Основними завданнями «ОКЕАН-Э» були: відпрацювання методики синхронних дистанційних вимірювань параметрів океану й атмосфери в різних діапазонах електромагнітних хвиль, розроблення методів калібрування супутникових даних за результатами прямих (контактних) вимірювань гідрометеорологічних параметрів, створення методик оброблення даних супутникових вимірювань, розроблення відповідних алгоритмів і програм, розвиток методів інтерполяції океанографічної супутникової інформації.
Комплекс наукової апаратури КА «КОСМОС-1076» та «КОСМОС-1151» давав змогу отримувати дані випромінювальних характеристик поверхні океану й атмосфери в широкому частотному діапазоні і здійснював ретрансляцію даних прямих (контактних) вимірювань, отриманих автономними буйковими станціями (АБС) і науковими суднами. Інформацію з КА приймала наземна станція у Криму, вона записувалася на магнітну стрічку й оброблялася в МГІ на ЕОМ.
У 1978 році МГІ в межах робіт щодо «ОКЕАН-Э» уклав із Львівським політехнічним інститутом перший госпдоговір № 2533 «Разработка и изготовление системы измерения гидрометерологических параметров для объектов «НХ» і залучив НДКІ ЕЛВІТ до участі в цьому космічному і морському експерименті. Наступним кроком у розвитку експерименту «ОКЕАН-Э» стало створення космічної оперативної океанографічної системи «ОКЕАН-О», яка була складовою частиною Державної експлуатаційної космічної системи дослідження природних ресурсів Землі «Ресурс» і також містила фотографічну підсистему «Ресурс- Ф» і оперативну «Ресурс-О». У 1983 році був запущений КА «КОСМОС-1500» з першою вітчизняною оглядовою радіолокаційною станцією (РЛС) бокового огляду. Цей КА у майбутньому започаткував цілу серію супутників «ОКЕАН-О1».
НДКІ ЕЛВІТ у 1983 році в межах договору з МГІ № 3482 «Разработка и изготовление систем сбора и накопления гидрометерологической информации для оборудования контрольно-поверочних полигонов подспутниковой зоны» також був залучений до робіт щодо «ОКЕАН-О». Наша апаратура була потрібна МГІ для підсупутникового забезпечення експлуатації серії супутників типу «ОКЕАН-О1».
У 60–70-х роках минулого століття контроль океану і приводної атмосфери планували здійснювати за допомогою глобальної мережі якірних буїв із давачами метео- та океанографічних параметрів, але з часом виявилося, що такий варіант розв’язання проблеми не має великих перспектив, бо потребує значних фінансових і матеріальних витрат. Інформація з таких буїв спочатку передавалась у берегові центри радіоканалами, а пізніше і через супутниковий зв’язок. Саме з якірних буїв почала розвиватися супутникова технологія Data Рlatform, або платформа збирання даних про стан Світового океану.
Такими буями оснащували і так звані підсупутникові океанічні полігони для калібрування супутникових бортових систем дистанційного зондування і «прив’язки» моніторингу поверхні океану до фактичних значень параметрів середовища, які отримували за допомогою буїв. Інформація з буйкових платформ передавалася користувачам через супутники серій «Космос», «Інтеркосмос» і «Курс».
На замовлення МГІ з 1978 року в НДКІ ЕЛВІТ для таких буїв розробляли й у великій кількості виготовляли підводні вимірювальні занурювальні контейнери, які могли працювати на глибині до 2000 м, а також кабель-тросові лінії зв’язку контейнерів (до 8 штук) з корпусом і апаратурою буя. Ці контейнери могли містити давачі температури, солоності, глибини, а також давачі інших фізичних величин. Як давачі АБС — термочутливі давачі. Давачами солоності були трансформаторні давачі електропровідності. Глибина вимірювалася струнними давачами тиску. Разом контейнери утворювали багатоканальну систему збирання й оброблення гідрофізичної інформації, концепція якої базувалася на використанні давачів з уніфікованим частотним вихідним сигналом, що запропонував П.В. Новицький у роботі «Проблема создания частотных датчиков для всех электрических и неэлектрических величин», «Измерительная техника», 1961, № 4. Перевагами частотного представлення інформації були кращі точність, завадозахищеність, мала чутливість до змін параметрів ліній зв’язку, зручність оброблення й інтегрування щодо часу. Для такої системи в НДКІ ЕЛВІТ крім контейнерів і ліній зв’язку були розроблені й виготовлені блоки первинного та вторинного оброблення інформації. Система могла опитувати давачі з частотним виходом у діапазоні від 0 до 120 кГц. Концепція нашої системи передбачала розташування джерел живлення контейнерів у поверхневій надводній частині буя. За час робіт для МГІ в НДКІ ЕЛВІТ були виготовлені й передані Замовникові чотири комплекти океанографічної апаратури.
Життя довело слушність вибраної й реалізованої в нашій апаратурі концепції побудови гідрофізичної системи. У 1984 році під час літнього експедиційного рейсу НДС «Академік Вернадський» МГІ загубив океанологічну систему власного розроблення, яка містила в контейнерах як джерела живлення, так і всю електроніку оброблення інформації та була з’єднана разом тільки за допомогою несучого тросу. Трос не витримав ваги великогабаритних контейнерів і обірвався, а вся зібрана інформація була втрачена. Її відновлення потребувало пошуку і підняття всієї апаратури з царства Посейдона.
Кабель-тросові лінії зв’язку наших контейнерів з буєм-носієм були трипровідні (живлення, команди, інформація) з ретельною герметизацією місць з’єднання лінії з контейнерами. Але, як стверджують досвідчені люди, «всі герметичні з’єднання течуть». Для того щоб такого з нашою апаратурою не сталося, особливо в разі заміни контейнерів, зміни їх кількості, кабельних ділянок зв’язку в польових умовах і, як то кажуть, «на коліні», конструктори групи Богдана Боднара, механік Богдан Харина й інженер Віктор Сомченко, попри відсутність попереднього досвіду виготовлення океанографічної апаратури, успішно розв’язали низку конструкторських і технологічних проблем та довели перевагу львівських контейнерів над іншими відомими конструкціями. Переймати досвід монтажу кабель-тросових ліній зв’язку в Богдана Харини приїжджали з МГІ до Львова досвідчені морські вовки. Проведені в Севастополі граничні випробування давали можливість використовувати наші контейнери на глибинах до 8000 м (максимальна глибина Світового океану в районі Маріїнського жолобу становить 11 022 м). Був такий епізод з випробувань контейнерів. Під час відрядження до МГІ нам на три дні надали в повне розпорядження науково-дослідне судно «Ай-Тодор» разом з капітаном і командою. На палубі була встановлена наша апаратура оброблення гідрофізичної інформації й було здійснене занурювання контейнерів на глибину 800 м (максимальну в районі прикордонної зони). Після підняття всі контейнери виявили сухими і тоді вирішили принести в жертву один з контейнерів, щоб перевірити його граничну глибинну міцність. Хоча раніше ми вже проводили такі випробування у Львові на кафедрі гідравліки Львівської політехніки під час лабораторних випробувань апаратури. У СКБ МГІ контейнер помістили в глибоководну випробувальну камеру, яка здатна була створити тиск 800 атм. Контейнер успішно витримав тиск 500 атм, який відповідає глибині 5000 м, після чого стався страшний гуркіт, цех перестав працювати, бо всіх цікавило, що там у львів’ян відбулося. А відбулося те, що тиск розчавив у плаский коржик сталевий, зі стінками 6 мм, контейнер, який був розрахований згідно з ТЗ всього на 200 атм.
Під час відрядження до МГІ ми провели багато часу в чудовому кримському селищі Кацівелі, біля Сімеїза, де в той час розташовувалися чорноморське відділення МГІ та південна філія Інституту океанології ім. П.П. Ширшова АН СРСР і де на відстані 700 м від берега на висоті 15 м над водою була встановлена стаціонарна океанографічна платформа.
Володимир Котляров так пригадує перші поїздки до Кацівелі: «Поселили нас у фінському будиночку. В одній з великих кімнат організували лабораторію, в якій на тенісному столі розмістили апаратуру й організували кілька робочих місць. У цій же кімнаті на декількох ящиках і панцирній сітці було облаштоване моє спальне місце. Здійснилася мрія — прокинувшись, я відразу опинявся на своєму робочому місці. Підводні контейнери я поклав на дні моря неподалік берега, а довжина кабель-троса виявилася достатньою для під’єднання їх до апаратури, яка стояла на тенісному столі. Тому навіть вночі я міг спостерігати за показами приладів».
Біля нашого будиночка щодня до моря приходили відпочивальники. Для них ми вивішували інформаційний метеобюлетень, де що дві години надавали температуру води і повітря з точністю до 0,01 градуса за Цельсієм. Біля цієї ж платформи проводили: випробування пірнаючого буя, для якого в НДКІ ЕЛВІТ був розроблений пристрій керування. Буй на глибині 20 м збирав інформацію, тоді спливав у заданий час для сеансу зв’язку через КА «Курс», а потім знову занурювався.
Якийсь час випробування йшли успішно, потім буй сплив, але якось боком, а після цього потонув і взагалі перестав спливати. Аквалангіст причепив до нього трос, його витягли на поверхню і розібрали. Всередині буя тріснула захисна гумова трубка, і морська вода потрапила на ніжку реле РЭС-9, перетравила її за дві доби випробувань, і, як наслідок, клапан продувки цистерни буя перестав працювати. На щастя, це був дефект не нашої апаратури, яка після ремонту буя і далі надійно працювала.
З нами в МГІ працював доктор технічних наук Е.О. Коленко, який доброзичливо ставився до львів’ян, а коли і мав претензії до нашої роботи, то казав: «Я подивився на карті й побачив, що Львів далеко до будь-якого моря, тому в них мало досвіду розроблення морської апаратури і тому не варто до них чіплятися». Наступного разу він казав, що уточнив розташування м. Львова на карті і т. д.
У процесі наших польових робіт у Кацівелі виникало багато, як то кажуть, нештатних виробничих ситуацій, коли треба було шукати нестандартні рішення для ремонту апаратури під час її випробувань. Виручав нас у багатьох таких випадках наш монтажник Юрій Рубін, який мав золоті і руки, і голову. Наприклад, він запропонував і виготовив паяльник, який не мав зв’язку з електричною мережею, працював на сухому спирті й давав змогу виключити пошкодження мікросхем під час роботи з паяльником на вимірювальній косі в умовах вогкого морського середовища. Одного разу, коли «згорів» цілий блок з 56 мікросхем, Юрій за кілька годин швидко замінив усі пошкоджені мікросхеми, і роботи були продовжені. По-справжньому оцінити таку допомогу може той, кому доводилося ремонтувати свою електронну апаратуру в полігонних умовах та ще й під пильним оком Замовника.
Добрим словом слід згадати і водія НДКІ ЕЛВІТ Миколу Якубовського, який на ГАЗ-66 привозив наше обладнання до Криму і майстерно заднім ходом доставляв вантаж на вимірювальну косу, куди важко було заїхати і переднім ходом. Для Миколи Миколайовича не існувало перешкод, яких, як казали колись, не подолали б більшовики. Його не лякала ні відстань, а він возив апаратуру НДКІ ЕЛВІТ чи не по всьому Радянському Союзі від півночі до півдня, ні несправності авто в дорозі, які він сам майстерно й винахідливо ліквідовував, здавалося б, у безнадійних обставинах і попри дефіцит запчастин. Казали, що він мав стосунок до родини маршала Івана Гнатовича Якубовського, двічі героя Радянського Союзу. Микола Миколайович був не тільки незамінним помічником у роботі, а й співавтором одного з винаходів Володимира Котлярова. Технічне рішення керування плавучістю пірнаючого буя було знайдене в розмові під час однієї з поїздок В. Котлярова з М. Якубовським. Заступник проректора з наукової роботи Борис Сергійович Рильніков довго не наважувався підписати заявку на винахід, де одним зі співавторів був водій, але коли йому нагадали, що за штатом М. Якубовський не водій, а старший лаборант, питання було вирішене позитивно. Пам’ять про цю винятково скромну і порядну людину довго житиме в нашому колективі.
У майбутньому в МГІ ставка була зроблена на недорогі морські буї, які дрейфують (дрифтери). Але такі буї потребували створення нової системи зв’язку і позиціонування, розроблення надійних і стабільних вимірювальних каналів, досягнення тривалої й безвідмовної роботи буїв у найскладніших і непередбачуваних метеорологічних умовах. Перша апаратура, яка забезпечувала ретрансляцію сигналів з буйкових станцій, була встановлена на КА «КОСМОС-426». Надалі МГІ випробовував системи зв’язку ССПИ-ИК і БУКАЗ (буй — космічний апарат — Земля). Апаратуру БУКАЗ також встановлювали на КА «КОСМОС-1076» і «КОСМОС-1151», але вона мала обмежену перепускну здатність і була використана тільки в декількох експериментах з автономною буйковою станцією «ОКЕАН». У межах міжнародної програми «Інтеркосмос» за участю МГІ проводили експерименти з автономною буйковою станцією «Шельф», яка мала гірлянду вимірювальної апаратури і систему супутникового зв’язку ССПИ-ИК, але її робоча глибина встановлення становила тільки 200 м. Тому з 1976 року стала стрімко розвиватися дрифтерна технологія, яка забезпечувала повну автономність таких буїв-дрифтерів. Спочатку в МГІ був створений триканальний приймач «ПИОН-2» на базі приймача радіонавігаційної глобальної довгохвильової мережі «ОМЕГА», а також судновий комп’ютеризований комплекс на базі приймача «ПИОН-2» для перетворення гіперболічних координат у географічні й визначення точного часу. Розробниками цього комплексу були працівники МГІ С.В. Мотижев і Г.А. Острецов. Сергій Мотижев надалі тривалий час буде доброзичливо опікати і супроводжувати наші роботи з МГІ.
Два такі комплекси в 1976–1979 роках забезпечили належне позиціонування НДС «Академік Вернадський» і «Михаїл Ломоносов» під час проведення експлуатаційних полігонних робіт за радянсько-американським проєктом «Полімоде». Але був потрібен і автоматичний приймач радіонавігаційної системи «ОМЕГА» для трасування дрейфуючих буїв. Експериментальний зразок такого приймача наприкінці 1970-х років створили фахівці НДКІ ЕЛВІТ і МГІ (АС СССР № 978090 «Приемник радионавигационной системы» В.Л. Котляров, С.В. Мотижев, Л.В. Ольшевская и др.). Завдяки оригінальним і захищеним авторськими свідоцтвами технічним рішенням і плідній участі у проєктуванні завідувача однієї з лабораторій НДКІ ЕЛВІТ к.т.н. Рувіма Кравцова розроблений приймач мав високу чутливість, завадозахищеність і забезпечував точне визначення координат дрифтера. Але технічного прогресу не зупиниш. З появою супутникових навігаційних систем напрям автоматичних приймачів системи «ОМЕГА» втратив як актуальність, так і перспективу для трасування морських буїв. Перший дрейфуючий буй МГИ-9301, створений на початку 1980-х років у межах програми «Інтеркосмос», мав як приймач «ОМЕГА», так і супутникову систему передачі даних ССПИ-ИК. Експедиційні роботи у 1983 році в Атлантиці підтвердили можливість вимірювань вертикальної структури морських течій тільки одним дрифтером МГИ-9301 з підводним парусом.
У 1985 році за участю НДКІ ЕЛВІТ у МГІ був створений легкий поверхневий дрифтер «ЛОБАН». Розробники буїв «ЛОБАН» — С.В. Мотижев, В.Л. Котляров, Н.А. Тешин, Н.І. Киященко, В.С. Чечеткин — у 1987 році здобули золоту медаль ВДНГ СРСР. «ЛОБАН» став першим типом дрифтера, з яким були проведені повномасштабні експерименти з передавання даних про параметри поверхневих течій, температури води й повітря і власних координат через супутникову систему «Коспас-Сарсат» у реальному часі. Так, у 1985–1988 роках у тропічній Атлантиці відбувся перший у СРСР експеримент з участю восьми дрифтерів із супутниковими терміналами, який підтвердив розділ екваторіальної протитечії на великомасштабні вихрові утворення різної направленості.
За 1985–1988 роки в Чорному морі з використанням 14 дрифтерів було виконано 5 експериментів і вперше комплексно досліджено поле швидкості основної Чорноморської течії. Час функціонування буїв у Чорному морі не перевищував трьох місяців. Їх виловлювали екіпажі суден, які проходили в районі дрейфу буїв, а у прибережній смузі буї швидко втрачали працездатність. В Атлантичному океані був зафіксований час функціонування таких дрифтерів чотири місяці.
Під час випробувань зразків буїв у Чорному морі до виходу буїв на океанські простори були й цікаві пригоди з їх дрейфуванням. В експедиції НДС «Академік Вернадський» перевіряли дрифтер з підводним парусом, який був встановлений на глибину досліджуваної підводної течії. Буксир «Ялтинець», який супроводжував експедицію, мав весь час перебувати біля дрифтера. Почався шторм, і наше НДС зайшло в Сухумі, а буксир отримав дозвіл сховатись у порту Сочі. Шторм тривав добу, а коли він вщух, треба було шукати наш дрифтер на просторах Чорного моря. За координатами буксира були відомі й координати дрифтера, але тільки до шторму. Своєї навігаційної апаратури дрейфуючий буй тоді ще не мав. Екстраполювавши ці координати за широтою і довготою, ми через рацію НДС передали результати на буксир «Ялтинець». Вийшовши із Сухумі, ми отримали з буксира радіограму, що буй знайдений саме за тими координатами, які ми вказали. Так сухопутні львів’яни набули першого практичного досвіду морської навігації. Якби дрифтер мав морський аварійний радіобуй, які також розробляли і виготовляли в МГІ, ми через супутникову систему зв’язку «Коспас-Сарсат» або «Курс», або ARGOS мали б точні координати загубленого дрифтера й без вправ з навігації. Для таких буїв на замовлення МГІ в НДКІ ЕЛВІТ були розроблені пристрої введення інформації про надзвичайні ситуації, які стали успішно використовувати і в геологічних експедиціях, що працювали у віддалених місцевостях, де немає іншого надійного зв’язку, крім супутникового.
Науково-дослідне судно «Академік Вернадський» з екіпажем із 82 осіб здійснювало експедиційні рейси не тільки в Чорному морі, а й в інших морях і океанах. Були подорожі й навколо світу. Це було сучасне НДС, побудоване 1968 року в Німеччині, яке експлуатували до 2010 року, а далі воно було утилізоване та продане в Індію на брухт.
У 1980-х роках мав відбутися рейс цього НДС з відвідинами іноземних портів Барселони, Балтимора, Бордо, Неаполя тощо. Для участі в «загранці» треба було оформити документи працівникам лабораторії Володимирові Котлярову, Людмилі Ольшевській і Михайлові Сидорову. Ольшевська і Сидоров отримали в парткомі Львівської політехніки рекомендації для поїздки за кордон, а Котляров не отримав через сімейні обставини, попри всі зусилля секретаря партбюро ОКБ Олександра Холоші, бо був одружений двічі, тож як морально нестійкий міг зрадити Батьківщину і в якомусь з іноземних портів не повернутися на борт НДС. Врешті-решт у рейс з інших вже причин не вирушили не тільки Котляров, а й Сидоров з Ольшевською. Як наслідок, випробування нашої апаратури під час цього рейсу були невдалі за відсутності розробників. От такі були недемократичні часи.
У наш час на ділянці дослідження мезомасштабної та більш значної мінливості в океані й атмосфері відсутні інші контактні методи, які зіставні за ефективністю та результативністю із супутниковою дрифтерною технологією. Система ARGOS стала стрижнем міжнародних програм із вивчення океану й атмосфери. Встановленням на платформі тільки одного передавача системи ARGOS одночасно вирішували два завдання: передавання даних і визначення координат платформи. Тільки за період з 1993 по 1998 рік у межах національних та міжнародних програм кількість дрейфуючих платформ, які оснащені апаратурою ARGOS, збільшилася до 3500 і спостерігається тенденція до їх зростання.
Зважаючи на цей тренд, а також на зростання дефіциту участі МГІ в союзних програмах досліджень Світового океану, у 1990 році при МГІ для збереження важливого наукового напряму і багаторічних напрацювань була створена приватна науково-виробнича фірма «Марлин-Юг», яку очолив Сергій Володимирович Мотижев.
Основним завданням фірми стало створення, випробування та застосування сучасних і конкурентоздатних підсупутникових автономних вимірювальних платформ. На превеликий жаль, у ті важки кризові роки припинилося співробітництво НДКІ ЕЛВІТ з МГІ у межах господарських договорів. Але, починаючи вже з 1988 року, університет продовжив дослідження і роботи на тематику Світового океану в межах держбюджетного фінансування трирічних, а пізніше дворічних проєктів Міністерства освіти і науки України, які мали шифр ДБ/СО (СО — це Світовий океан).
Наукове керівництво напрямом «Розроблення теоретичних засад і принципів побудови вимірювально-обчислювальних систем для дослідження і використання Світового океану» в 1988–1993 роках здійснював завідувач кафедри ЕОМ та науковий керівник НДКІ ЕЛВІТ Ігор Михайлович Вишенчук, у 1993–1996 роках — В.А. Голембо, а в 1997–1999 роках — завідувач кафедри ЕОМ А.О. Мельник. До 1999 року протягом 11 років були виконані 5 тем ДБ/СО. Можливо, саме ця бюджетна тематика була одним з довгожителів як у МОН України, так і у Львівській політехніці. А основним аргументом на користь продовження досліджень була роль Світового океану на Землі.
Водночас творчі й ділові контакти з МГІ не припинялися. З боку МГІ наші дослідження підтримували доктор технічних наук, випускник 1960 року Львівської політехніки Віталій Олександрович Гайський і тоді ще кандидат технічних наук Сергій Мотижев. Працівники НДКІ ЕЛВІТ і кафедри ЕОМ аж до 2014 року брали в МГІ активну участь у заснованому В.О. Гайським міжнародному науково-технічному семінарі «Системы контроля окружающей среды», друкувались у працях семінару та в журналі з такою ж назвою.
У межах бюджетної тематики ДБ/СО були також встановлені творчі контакти і розпочата співпраця з Інститутом океанології ім. акад. П.П. Ширшова АН СРСР у Москві, де посаду заступника директора з наукової роботи обіймав доктор технічних наук, колишній львів’янин Лев Лазарович Утяков, а посаду завідувача відділу — доктор технічних наук, також колишній львів’янин Леонід Семенович Ситніков.
Велике зацікавлення Інституту океанології АН СРСР та його директора академіка В’ячеслава Семеновича Ястребова викликала доповідь І.М. Вишенчука, В.А. Големба, В.Л. Котлярова, Л.В. Ольшевської на Всесоюзній школі з технічних засобів і методів досліджень Світового океану в м. Геленджик «Вопросы повышения метрологических и эксплуатационных свойств локальных гидрометрологических ИИС», де також були висвітлені результати робіт лабораторії В.Л. Котлярова.
Нас стали запрошувати на престижні міжнародні технічні конференції та виставки з океанологічних досліджень басейну Чорного моря і Світового океану. Ми взяли участь у чотирьох таких конференціях — у 1992, 1994, 1997, 1999 роках. З причин, про які розповімо нижче, запам’яталася найперша така конференція — BLACK SEA 92. Учасників конференції від країн СНД до Варни морем мало доставити НДС «Витязь» з порту Новоросійська.
Для цього плавання пасажирам потрібна була наявність паспорта моряка та медичної картки. В.А. Голембові, якому було доручено представляти Львівську політехніку на цьому міжнародному форумі, щоб успішно отримати медичну картку моряка, довелося пройти чотири львівські медичні диспансери (серед яких шкірно-венерологічний і психіатричний), а також спеціалізовану морську поліклініку в Новоросійську. Паспорт моряка мав видати Одеський морський порт, але він ухилився від цього, попри особисту присутність моряка В.А. Големба в Одесі.
Шанси отримати такий паспорт у Новоросійську були мінімальні, і постала загроза зриву участі В.А. Големба у плаванні й конференції, попри прийняття науковим комітетом двох наших доповідей. Тоді у справу втрутився Інститут океанології. Паспорт В.А. Големба був оформлений у Калінінграді в порту приписки НДС «Академік А.Ф. Йоффе», а далі переоформлений на НДС «Витязь» з портом приписки в Новоросійську.
Радянський паспорт В.А. Големба декілька років після отримання паспорта моряка зберігався в капітана порту Калінінград. Усе було врятовано. Плавання відбулося з купанням дорогою до Варни у відкритому морі на глибині під кілем близько 2 км (якщо вірити ехолоту НДС і черговому помічникові капітана). Наші доповіді викликали зацікавлення і були надруковані у BLACK SEA 92 PROCEED I NGS, 1992.
Поки львівські політехніки досліджували Світовий океан за держбюджетні гранти, фірма Сергія Мотижева «Марлин-Юг» набирала обертів і плідно працювала. За 25 років існування фірма «Марлин-Юг» посіла провідні позиції у світі в царині дрифтерних технологій. Для глобальної дрифтерної мережі була виготовлена більш як тисяча сертифікованих SVB-B буїв з підводним парусом, створені морська та льодова версії термопрофілюючих буїв з вимірювальними косами, отримані вагомі наукові результати у процесі вивчення із застосуванням дрифтерів Чорного та Каспійського морів, Південного океану й Арктики. Наприклад, була підтверджена стійкість загального циклічного кругообігу вод у Чорному морі у вигляді основної Чорноморської течії і т. д.
У 1997 році МГІ та фірма «Марлин-Юг» уперше взяли участь у важливому міжнародному експерименті за Південно-Атлантичною буйковою програмою на півдні Африки, у Південно-Африканській Республіці. До того тільки дві європейські країни — Англія і Франція — брали участь у цій програмі. Крім буїв різних типів в експерименті були задіяні й повітряні аеростати. Як наслідок, одночасно була отримана цінна інформація з приповерхневого, підводного та повітряного середовищ Південної Атлантики в напрямку Австралійського континенту. Буї МГІ виявилися надійними і негіршими від зарубіжних аналогів, які брали участь у цій програмі. Нині доктор технічних наук Сергій Володимирович Мотижев є також керівником наукового напряму МГІ з приладобудування. У 2005 році він став лауреатом Державної премії України в галузі науки і техніки.
Коли десь у 2004–2005 роках стало зрозуміло, що можливості супутникової системи зв’язку ARGOS-2 наближаються до граничних за пропускною здатністю та іншими важливими для моніторингу параметрами, фірма «Марлин-Юг» у 2007 році виконала пілотний проєкт з використання на буях терміналів системи супутникового зв’язку Iridium і GPS-приймачів. Запуски таких буїв були здійснені у 2009–2010 роках у Південному океані, відомому суворими погодними умовами, які підтвердили тривалий строк активного функціонування таких буїв. Фірма «Марлин-Юг» також створила низку інших сучасних технічних засобів моніторингу Світового океану й атмосфери, аварійні радіобуї для системи зв’язку «Коспас-Сарсат», аеростатні супутникові маркери, термінали супутникового зв’язку тощо.
Виконані з 1973 по 2016 рік у Севастопольському МГІ роботи, зокрема з участю НДКІ ЕЛВІТ Львівської політехніки, забезпечили створення в Україні дрифтерної технології світового рівня для розв’язання численних наукових і прикладних завдань, дали МГІ змогу успішно інтегруватись у глобальну систему моніторингу Світового океану і міжнародні програми, а також вийти на ринок високотехнологічної океанологічної техніки. Ми щиро пишаємось успіхами нашого Замовника, наших колег та друзів, бажаємо їм нових досягнень і надіємося на їхнє можливе повернення у майбутньому в Україну. Пам’ятають про багаторічну плідну співпрацю з львів’янами і наші Замовники. Сергій Мотижев 1999 року в авторефераті своєї докторської дисертації «Супутникова дрифтерна технологія для вивчення океану й атмосфери» зазначив: «Необходимо отметить существенный вклад в полученные результаты следующих участников работ: Котлярова В.Л. — в части разработки буйковых электронных комплексов для дрифтеров «ЛОБАН».
Набутий у лабораторії теоретичний і практичний досвід застосування п’єзокварцових давачів температури в океанографічних інформаційних вимірювальних системах знайшов своє відображення в першій на той час у світі монографії В.А. Големба, В.Л. Котлярова, Б.Й. Швецького «Пьезокварцевые аналого-цифровые преобразователи температуры», яка побачила світ у 1977 році накладом 1500 примірників у видавництві об’єднання «Вища школа». Серед іншого монографія містила оригінальні матеріали багатьох статей і авторських свідоцтв авторів, у яких були запропоновані й обґрунтовані шляхи отримання високої точності та максимальної чутливості під час вимірювання і перетворення в цифрову форму температури середовища, в якому був розмішений п’єзокварцовий давач.
Теоретичний доробок і досвід застосування п’єзокварцових давачів температури та давачів фізичних величин знайшов своє відображення не тільки в наукових працях, а й у розробленні в лабораторії низки різноманітних цифрових вимірювальних приладів як для власних потреб виробництва НДКІ ЕЛВІТ, так і для численних замовників. У корпусі типу «Награда-2» на дослідному виробництві тривалий час використовували малогабаритний цифровий термометр власного розроблення і виготовлення, який мав діапазон вимірювальних температур від –60 до +120 ºС, похибку вимірювання ±0,05 ºС і роздільну здатність 0,01 ºС. Цей термометр можна було також використовувати для повірки ртутних та інших термометрів з роздільною здатністю 0,1 ºС. Для ВНДІМ ім. Менделєєва (м. Санкт-Петербург), СКБ «Гідрометеоприлад» та інших замовників у 1983 році були розроблені й виготовлені цифрові кварцові термометри для вимірювання температури в рідких і газоподібних середовищах, які в діапазоні 0...100 ºС мали похибку ±0,05 ºС і роздільну здатність 0,0001 ºС при швидкодії (часі вимірювання) 10 с.
У ті ж роки 32-й метрологічний центр Міністерства оборони СРСР (МО СРСР), яким командував відомий вчений-метролог, генерал-майор авіації, доктор технічних наук, професор Веніамін Олексійович Кузнєцов, маючи інформацію про прецизійні цифрові мікропроцесорні кварцові термометри американської фірми HEWLETT-PACKARD, а також про публікації львівських політехніків із кварцової термометрії, вирішив через в/ч 25580 (5-те головне управління МО СРСР) замовити у Львівській політехніці розроблення аналогічного термометра для потреб військових метрологів з повірки численних термометрів, які застосовували у військовій техніці. Це мала бути тема «Оперетка-20».
Раніше військові замовлення йшли через оборонний відділ МВССО УРСР. Розуміючи складність і відповідальність завдання, інститут зробив спробу не включити цього замовлення в тематичний план Львівського політехнічного інституту, посилаючись на велику завантаженість іншими роботами в інтересах МО СРСР. Але працівник оборонного відділу МВССО УРСР Олексій Федосійович Рева, який багато років був куратором наших оборонних і спеціальних робіт, чимало допомагав у їх виконанні, сказав, щоб ми і не мріяли відмовитися від теми «Оперетка-20», бо нічого з цього не вийде. І життя показало, що він мав рацію. У проєкті договору з в/ч 25580 був пункт, на який в інституті якось не звернули уваги, про штрафування керівника, тобто ректора, у разі відмови від виконання теми на суму близько 400 рублів, яка автоматично збільшувалась із затримкою початку робіт. Після «розбору польотів», який влаштував Михайло Олександрович Гаврилюк проректорові з наукової роботи С.Г. Калініну, керівникові ОКБ і майбутнім виконавцям робіт, інститут вирішив спробувати через Львівський суд опротестувати цей пункт проєкту договору. В суді сили і шанси були нерівні. Інститут безнадійно справу з в/ч 25580 програв. Тоді 5-те головне управління МО СРСР відповідало за всю радіоелектрику Збройних сил СРСР, і очолював його генерал-полковник Роман Петрович Покровський. Львівська політехніка за наполяганням в/ч 25580 мала виконати тему «Оперетка-20», а в/ч 25580 відмовилася штрафувати ректора. Можливо, тоді інститут і ОКБ «підвела» репутація надійного розробника складних вимірювальних приладів, яку раніше вони заробили на інших темах у 32-му метрологічному центрі МО СРСР в м. Митищі Московської області. От за таких обставин і народився перший у СРСР і на рівні найкращих світових зразків серійний взірцевий кварцовий термометр з роздільною здатністю 0,0001 ºС, діапазоном вимірювання від –60 до + 120 ºС і швидкістю 0,1; 1; 10 вим/с. У цьому термометрі були застосовані декілька винаходів наших і спільних із працівниками в/ч 25580 винаходів (зокрема АС СССР 870972, 842233, 991185), за допомогою них та оригінальних схемотехнічних рішень вдалося виправити недоліки вітчизняних кварцових резонаторів і загалом поліпшити параметри приладу. Тема «Оперетка-20» (г/д № 3353) була для лабораторії важкою, її суворо контролювали 32-й центр МО СРСР (О.О. Гришанов) і Львівське представництво Замовника 3972 ПЗ (Б.К. Семенов).
Для метрологічного забезпечення випробувань термометра на реперних точках були придбані й освоєні сучасне термостатне обладнання, платинові термометри, налагоджена співпраця з такими провідними метрологічними організаціями країни, як ВНДІМ ім. Менделєєва, ВНДІФТРВ та ін. Головним конструктором і співавтором розроблення приладу в корпусі «Награда-80» був талановитий керівник конструкторського бюро НДКІ ЕЛВІТ Едуард Михайлович Чеховський. Був такий епізод на випробуваннях кварцових цифрових термометрів щодо теми «Оперетка-20». У термостатну кімнату, де в паровому термостаті на реперній точці +100 ºС перевіряли шість кварцових давачів, зайшов Едуард Чеховський. Вода в термостаті кипить, пара свистить через отвори для давачів у кришці термостата, термометри показують температуру близько 98 градусів, їхні показники «скачуть» на ±0,02; 0,03 ºС за встановленого порога чутливості 0,01 ºС. Едуард Чеховський подивився на цю картину, а потім сказав, що йому це набридло, і пішов. За пів години він приніс шість вирізаних з автомобільної камери шайб, які мали зовнішній діаметр більший від діаметра отвору під термометри в кришці термостата. Після встановлення цих шайб показники термометрів заспокоїлися, пара стала виходити через спеціальну паровивідну трубку термостата. От таке просте ноу-хау дало змогу в майбутньому забезпечити стабільність показників під час випробувань і за порога чутливості 0,0001 ºС. Після успішних державних випробувань вісім взірців зразкових кварцових термометрів були передані Замовникові. Для серійного виробництва прилад був переданий на Ризький завод «Еталон» Держстандарту СРСР.
З 1991 року в лабораторії «пішла» тематика промислової товщинометрії, яку «приніс» у Львівську політехніку працівник Львівського лісотехнічного інституту (ЛЛТІ) талановитий вчений, кандидат технічних наук Віктор Брандорф, який ще до переходу на роботу в НДКІ ЕЛВІТ успішно розвивав цей напрям у Лісотехнічному інституті і тривалий час співпрацював з нашою лабораторією та Володимиром Котляровим, з яким він був знайомий і приятелював з дитинства, бо вони жили на одній вулиці у сусідніх будинках.
Ще на початку 1970-х років було зрозуміло, що відомі методи й апаратура неруйнівного контролю в багатьох випадках є малопридатною для вимірювання товщини матеріалів і конструкцій в атомній, авіакосмічній та ракетній техніці, суднобудуванні, хімічній промисловості та ін. Взаємодія впливів (полів чи речовин), за допомогою яких проводили випробування контрольованих виробів, не давала точно і в широкому діапазоні вимірювати товщину стінок великогабаритних виробів за різкої неоднорідності й анізотропії їх електрофізичних та геометричних параметрів. Такий висновок дав Брандорфу змогу розробити принципово новий метод товщинометрії будь-яких неферомагнітних виробів (Ермаков А.Н., Брандорф В.Г. «Измерение толщины неметаллических изделий по естественному затуханию электромагнитного поля». Дефектоскопия,1969, № 1, С. 24–29).
У його основу була покладена особливість — інтегруючий товщиномір ТЭММИ-1 вольтсекундної площі електрорушійної сили ЕРС індукційного перетворювача (багатошарового соленоїда) в імпульсному магнітному полі. Прилад, який реалізував цей метод, мав такий вигляд. На одну з поверхонь виробу накладалося джерело аксіального електромагнітного поля у формі котушки, яка живилась імпульсним струмом. На другу поверхню виробу накладався індуктивний перетворювач, ЕРС якого надходила на вхід інтегратора. Вихідний сигнал інтегратора, пропорційний вольтсекундній площі ЕРС, оброблявся і далі надходив для перетворення в цифровий код, подальшої індикації та введення в ЕОМ. У 1980-х роках на базі нового методу в ЛЛТІ під керівництвом Віктора Брандорфа були розроблені й виготовлені товщиноміри типу ТЭМ і ТЭМИ, а також товщиноміри для автоматизованих сканувальних систем контролю великогабаритних неферомагнітних виробів. Така технологія давала змогу вимірювати товщини в діапазоні від 1 до 600 мм з похибкою 0,2–0,5 % залежно від діапазону вимірювань.
У 1988 році в НДКІ ЕЛВІТ був розроблений і виготовлений перший у країні малогабаритний цифровий інтегруючий товщиномір ТЭММИ-1 для допускового та бракувального контролю неферомагнітних виробів. Він забезпечував діапазон вимірювання товщин від 1 до 110 мм, похибку в режимі усереднення не більш як ±0,2 мм за радіуса кривизни поверхні виробу не менш як 60 мм. Конструктором приладу був Юрій Кульчицький.
За багато років діяльності та плідної творчої праці чого тільки не створювали у Володимира Котлярова. Це і перші цифродрукувальні пристрої для вимірювальних приладів, і цифрові табло для відтворення великого обсягу мобілізаційної інформації для Львівського та Волинського обласних військових комісаріатів. Це і система передавання кардіограм телефонними лініями зв’язку, яка була впроваджена у відомому курорті Моршині. За 10 років її експлуатації між санаторіями і курортною поліклінікою передано більш ніж 1 000 000 кардіограм. Це і оригінальні системи обліку споживання електричної енергії, які були впроваджені на севастопольському заводі «Фіолен» і в яких опитування лічильників здійснювалось імпульсом напруги, а для зворотного передавання їх показників використовували імпульс струму. Це і інформаційне табло в таборі політехніків в м. Алушта, яке показувало крім часу й атмосферного тиску ще й температуру води на пляжі табору, а інформація від зануреного у воду кварцового давача автоматично передавалась у табір по телефонній лінії чергового на пляжі. Це і малогабаритні кардіотахометри, це і пристрій для поліпшення точності турбінних перетворювачів обліку нафти в нафтопроводах, і низка інших унікальних на свій час приладів і систем, більшість яких створені на рівні винаходів. До робіт у лабораторії долучались і плідно в ній працювали студенти Львівської політехніки. Багато з них у майбутньому стали висококваліфікованими фахівцями, серед яких В. Мархівка, І. Паралюх, Б. Муц, Б. Кухта, О. Пушкарьов.
На кафедрі ЕОМ за тематикою лабораторії працювали іноземні студенти з НДР К. Циммерман і Е. Йорг, яким у ті часи не дозволяли працювати в НДКІ ЕЛВІТ з режимних обмежень військової тематики. К. Циммерман у 1985 році навіть захистив дисертацію з кварцової термометрії. Всі, хто в різні роки працював у цій лабораторії, безумовно заслуговують на пошану й добру пам’ять серед політехніків. Це і Людмила Ольшевська, Віктор Сомченко, Олена Сергієнко, Юрій Кульчицький, Олег Губанов, Юрій Рубін, Оксана Грішина, Олександра Гринева, Віктор Григорович Брандорф, Юрій Степанович Дмітрієв, Михайло Сидоров.
