Награда Евразийской Ассоциации по обратным задачам (EURASIAN Association On Inverse Problems) для молодых ученых присуждена сотруднику физического факультета Андрею Сергеевичу Шурупу

В мае 2018 года состоялась 9-ая Международная конференция «Inverse Problems: Modeling and Simulation». Конференция регулярно организуется Евразийской ассоциацией обратных задач (The Eurasian Association on Inverse Problems (EAIP)). В этом году высшей награды этой Ассоциации для молодых ученых (EAIP Young Scientist Award) за вклад в развитие методов акустической томографии природных сред был удостоен доцент кафедры акустики физического факультета МГУ Андрей Сергеевич Шуруп. Награда вручается один раз в два года не более чем трем соискателям, достигшим значительных результатов в области решения обратных задач и их приложений.

Члены жюри и победители конкурса EAIP Young Scientist Award 2018 (слева на право): Otmar Scherzer, Austria (Chair); Alemdar H. Hasanoğlu, Turkey (Committee Member); Giovanni S. Alberti, University of Genoa, Italy (Awardee); Andrei Shurup, Lomonosov Moscow State University, Russia (Awardee); Roman Novikov, France (Committee Member). Изображение взято с сайта www.ipms-conference.org

Научная исследовательская работа А.С. Шурупа проводится в актуальной и перспективной области физики природных сред — акустической томографии. Акустические волны обладают уникальной проникающей способностью, что делает их незаменимым источником информации о характеристиках природных сред «прозрачных» для звука. Привлечение методов акустической томографии позволяет проводить дистанционную оценку характеристик среды по данным измерений зондирующих сигналов на границе исследуемой области. В гидроакустических приложениях это открывает возможности проведения мониторинга пространственно-временной изменчивости обширных акваторий в режиме близком к режиму реального времени. В сейсмоакустических приложениях томографические методы являются основным источником информации о внутреннем строении Земли. Получаемая с помощью акустической томографии информация важна как для глобального мониторинга (например, для прогнозирования климатических изменений на Земле, исследования структуры литосферы), так и для решения задач локального дистанционного зондирования (таких, как освещение подводной обстановки окраинных морей, поиск углеводородов на Арктическом шельфе).

Несмотря на очевидную научную, прикладную и экономическую ценность акустической томографии возможности ее повсеместного применения остаются в настоящее время весьма ограниченными. Среди основных причин этого можно выделить технические сложности и сравнительно высокую стоимость проведения морского эксперимента, требующего использования дорогостоящих, громоздких низкочастотных излучателей и протяженных антенных систем. Также следует отметить общетеоретические ограничения использующихся в настоящее время томографических методов, которые являются в большинстве своем приближенными (как правило, используют линейное приближение и регуляризующие алгоритмы, а уточнение результатов восстановления осуществляют итерационно), что накладывает в общем случае ограничения на область их применения.

Разработка перспективных методов гидроакустической томографии велась на кафедре акустики профессором В.А. Буровым, под научным руководством которого начинал свои исследования А.С. Шуруп. В настоящее время, в работах А.С. Шурупа получили развитие новые теоретические и экспериментальные методы акустической томографии, позволяющие получить достаточно строгое решение обратной задачи и, в то же время, снизить технические требования на практическую реализацию и стоимость проведения натурного эксперимента.

Так, впервые был численно реализован и исследован, совместно с доцентом О.Д. Румянцевой, алгоритм акустической томографии неоднородных движущихся сред на основе строгих функционально-аналитических методов, изначально разработанных в рамках решения обратной задачи рассеяния для уравнения Шредингера. Этот подход позволяет восстанавливать сильные рассеиватели, существенно искажающие падающее поле, без применения итерационных процедур и дополнительных регуляризующих алгоритмов. Полученные результаты положены в основу новых методов модовой томографии океана, поверхностно-волновой сейсмоакустической томографии, а также неинвазивной диагностики раковых опухолей мягких биологических тканей для разрабатываемого на кафедре акустики физического факультета МГУ прототипа акустического маммографа.

Также, на основе обработки экспериментальных данных, были продемонстрированы возможности развиваемого пассивного гидро- сейсмоакустического мониторинга, не требующего применения специальных активных источников и протяженных приемных систем, а использующего только одиночные автономные станций, которые регистрируют векторно-фазовую структуру акустического поля. Результаты экспериментов в Баренцевом море и Флоридском проливе позволили восстановить по предложенной схеме характеристики океанического волновода, а обработка данных с глубоководных станций, расположенных вокруг Гавайского архипелага, дала оценку глубинной структуры этой части дна Тихого океана. Полученные результаты могут быть положены в основу новой междисциплинарной области исследований — пассивной гидро- сейс-моакустической томографии водной толщи и дна океана. Экспериментальные работы проводятся совместно с коллегами из Института физики Земли РАН, Института Океанологии РАН.

В настоящее время А.С. Шуруп является автором более 80 научных работ, опубликованных в российских и зарубежных изданиях. За проводимую научно-исследовательскую и учебно-методическую работу А.С. Шуруп в разные года был удостоен Медали Российской Академии Наук для молодых учёных высших учебных заведений России; стипендии для молодых преподавателей и научных сотрудников МГУ имени М.В. Ломоносова, добившихся значительных результатов в преподавательской и научной деятельности; первой премии конкурса работ, способствующих решению задач Программы развития Московского университета за достижения в научно-исследовательской деятельности.

Научная работа А.С. Шурупа идет неразрывно с его педагогической деятельностью. Он читает лекционные курсы по направлению «Акустика океана» для студентов кафедры акустики, а также для студентов кафедры физики моря и вод суши, ведет занятия в практикуме по радиоэлектронике и в спецпрактикуме кафедры акустики, руководит научно-исследовательской работой студентов и аспиранта, является куратором кафедральной студенческой группы.

Коллектив кафедры акустики поздравляет Андрея Сергеевича Шурупа с полученной наградой и желает продолжения успешной научной и педагогической деятельности!

Заведующий кафедрой акустики, профессор О.В. Руденко