Что объединяет медицину, промышленную безопасность и археологию? Во всех этих сферах применяется рентген-контроль для предварительных обследований. И именно в археологии учёные Новгородского университета вывели этот метод на новый уровень.
С 2023 года в НовГУ работает Инженерная школа диагностики и промышленной безопасности. Её специализация – предиктивные технологии, или технологии неразрушающего контроля. Это визуальный и измерительный, ультразвуковой, тепловой, рентген-контроль, цветная и капиллярная дефектоскопия. Школа подготавливай и аттестует специалистов в этой области, а также самостоятельно проводит соответствующие операции для предприятий. В частности, неразрушающий контроль востребован в нефтяной и газовой промышленности.
— Цель таких технологий – минимизировать вероятность аварий, — объясняет директор Инженерной школы диагностики и промышленной безопасности НовГУ Алексей Ермаков. — Пример ситуации: сварщик сварил между собой две части трубы. Кто даст гарантию, что завтра на месте шва не будет протечки и труба не взорвётся? Проверить это можно, например, с помощью неразрушающих методов контроля: дефектоскопист просвечивает стык с помощью специального оборудования и даёт заключение о его пригодности.
Нужны предиктивные технологии и учёным-гуманитариям, например – историкам.
В рамках программы «Приоритет 2030» НовГУ реализует стратегический проект «Цифровые технологии изучения и сохранения объектов культурного наследия». Его рабочие группы занимаются цифровым воссозданием памятников древнего зодчества с помощью технологий BIM-моделирования и фотограмметрии. Также частью проекта стало изучение археологических находок с помощью цифровой радиографии.
Одна из возможностей применения рентгена в археологии – предреставрационные обследования артефактов. Для этого сотрудники Инженерной школы на базе мобильного цифрового радиографического комплекса разработали оригинальную технологию для исследования объектов культурного наследия.
— Если говорить простым языком, мы просвечиваем артефакты рентгеном, — рассказывает Алексей Ермаков. — Как правило, рентген-снимки делаются на плёнку. У нас вместо плёнки плоскопанельный детектор — устройство, предназначенное для получения цифровых рентгеновских изображений в реальном времени. Картинка сразу выводится с детектора на компьютер. Ещё одна отличительная особенность – беспроводное соединение детектора и комплекса цифровой радиографии.
Технология позволяет значительно экономить время и ресурсы, которые потребовались бы для обработки, хранения и утилизации плёночных снимков. Кроме того, цифровизация позволяет получать гораздо более точные изображения: на снимке можно увидеть объекты размером до 76 микрон. Для сравнения, толщина человеческого волоса — от 40 до 120 микрон
Сначала возможности нового комплекса изобретатели отрабатывали на демонстрационных моделях, которые сами же и изготавливали. Для этого пришлось стать почти художниками.
— Мы сколотили деревянную раму, натянули ткань, загрунтовали, — вспоминает Алексей Ермаков. — Сами впервые это делали, действовали по инструкциям из интернета. На грунт нанесли первый слой краски, сверху второй, после этого сделали на холсте надпись. Закрасили. Поверх нанесли ещё один рисунок. Ну а потом стали обследовать, просвечивать по слоям. То, что мы увидели все закрашенные слои, меня на самом деле не удивило – это был ожидаемый результат. Поразительно было другое – на снимках отчётливо была видна даже фактура дерева, его годовые кольца.
Далее специалисты начали изучать реальные объекты культурного наследия. Один из них – икона, предоставленная Новгородским музеем-заповедником. Размеры внушительные, полтора метра в высоту, поэтому фрагменты иконы пришлось просвечивать по отдельности.
— Это икона X века, — рассказывает Алексей Ермаков. — Однако в XVI веке её переписали. На снимках, полученных нами, хорошо видны многочисленные отличия между оригиналом и более поздней версией: разные кресты и украшения на одеяниях святых, направления взглядов, положение рук и так далее. Например, невооружённым взглядом мы видим, что Христос в верхней части композиции изображён в плаще, спокойно спадающем с плеч. А рентген-снимки показали, что изначально плащ развевался на ветру. И чтобы узнать это, нам не пришлось соскабливать слои краски, рискуя повредить или разрушить икону.
Также технологию использовали для экспериментального предреставрационного обследования четырёх артефактов. Это археологические находки второй половины XII века, полученные в 2023 году в ходе полевых исследований археологической экспедиции НовГУ на Пятницком раскопе в Старой Руссе. Обследовали два предмета из чёрного металла: корпус навесного цилиндрического замка с меднением и ключ от замка. И два предмета из сплавов цветных металлов: литая подвеска-змеевик из сплава на основе меди и колт – женское височное украшение – из сплава белого цвета, предположительно, из серебра.
— Все памятники за время пребывания в культурном слое подвергались коррозии, — говорит директор центра археологических исследований НовГУ Сергей Торопов. — Их поверхность покрыта неравномерными почвенно-коррозионными наслоениями. Из-за этого сложно визуально определить степень минерализации, увидеть форму и элементы декора. С помощью цифровой рентгенографии удалось детально определить состояние сохранности каждого из предметов, а для находок из цветного металла уточнить особенности декоративного оформления.
Рентген реставраторы и археологи использовали и прежде, отмечает Сергей Торопов. Но лишь сейчас появилась возможность применять для этих целей столь сильное и точное промышленное оборудование, да ещё и в мобильном исполнении.
В июне сотрудники Инженерной школы диагностики и промышленной безопасности провели испытания цифрового радиографического комплекса в полевых условиях — на Троицком раскопе в Великом Новгороде.
На раскопе площадью около 900 квадратных метров ведутся работы в слоях XII—XIV веков. Раскопками занимаются экспедиции Новгородского музея-заповедника, Новгородского университета, МГУ имени Ломоносова, Института археологии РАН.
На момент подготовки текста к публикации сделано уже более 3000 индивидуальных находок, в том числе 27 берестяных грамот.
Также среди находок большое количество сфрагистических материалов, фрагменты византийских амфор, украшения, книжные застёжки, писала, шпоры и удила, тигли для плавки металла, шахматные фигуры, хорошо сохранившиеся фрагменты слюды, которая использовалась вместо оконных стёкол, и многое другое.
С помощью рентген-установки специалисты обследовали участок чистого грунта толщиной 360 миллиметров, а также участок с деревянной дренажной трубой Нового времени. Задачей было получить изображения, где хорошо просматривается структура грунта, содержащиеся в нём включения и артефакты.
— Мы получили очень хороший результат, — отмечает Алексей Ермаков. — На первом снимке видны уплотнения в грунте – возможно, глиняные отложения. Видно, что это грунт без пустот, хорошо спрессованный. Но самый главный результат – мы поняли, что он не содержит никаких металлических артефактов, никакой неорганики. На снимке трубы хорошо просматривается характерная структура дерева и наслоения минеральных отложений. Благодаря рентген-методу можно увидеть в грунте абсолютно любые материалы ещё до начала раскопок. Это позволит археологам понять, насколько осторожно нужно подойти к работе на том или ином участке – грубо говоря, работать здесь экскаватором или зубной щёткой.
Инженеры и археологи планируют сотрудничать и дальше. В частности – опробовать рентген-комплекс в другой местности, с другим культурным слоем.
— На Троицком раскопе мы увидели, как ведёт себя мокрый культурный слой с сохранившейся органикой, — поясняет Сергей Торопов. — Этот эксперимент, я считаю, был удачным. Теперь хотелось бы поработать в других условиях, например, осмотреть какие-нибудь погребальные памятники на песчаных почвах. Есть идеи и для работы в камеральной лаборатории. Бывает, что находка слишком хрупкая и её нельзя извлечь из культурного слоя прямо в поле. Тогда в лабораторию её доставляют «монолитом» — вместе с вырезанным из раскопа фрагментом почвы. И продолжают работу уже в лабораторных условиях, устраивая своего рода мини-раскоп на столе. Такие монолиты тоже было бы интересно исследовать рентгеном. В целом, на современном этапе археология как наука не может существовать без применения методов, которые классически принадлежат к естественным наукам. Всё, что помогает извлекать из объектов информацию в том или ином виде, мы должны использовать. И радиографический метод – не исключение.
Инженерная школа диагностики и промышленной безопасности может также помочь новгородцам в изучении их семейного наследия.
— Приоритетный региональный проект «Город-Университет» подразумевает включение студентов и сотрудников университета в разные сферы жизни города, — подчёркивает начальник Управления информации и коммуникационной политики НовГУ Станислав Дидковский. — Поэтому мы приглашаем жителей Великого Новгорода обращаться в Инженерную школу с любыми предметами, о которых вы хотели бы узнать больше. Тем самым, вы получите интересную информацию о семейной реликвии и поможете всей стране в изучении нашего национального наследия и культурного кода.
Инженерная школа диагностики и промышленной безопасности НовГУ располагается в пятом корпусе главного здания университета на Большой Санкт-Петербургской, 41. Связаться с директором можно по электронной почте: [email protected].
Фото Дмитрий Колосов
Подпишитесь на рассылку
Нажимая на кнопку Вы принимаете соглашение об обработке персональных данных
Материалы по теме
