Вчені НАН України створили оптичний диск, здатний зберігати інформацію десятки тисяч років

Маються на увазі носії, які б дозволяли  зберігати мільйони гігабайтів інформації багато століть  і тисячоліть  і яким жодні пожежі, буквально, були б не страшні.

Новітня технологія довготривалого зберігання інформації на сапфірових оптичних дисках, розроблена вченими Інституту проблем реєстрації інформації Національної академії наук України у співпраці  з Інститутом монокристалів НАНУ, саме й відповідає таким вимогам.

— Багатолітня  праця  нашого інституту над створенням оптичних носіїв засвідчила, що вирішення цієї проблеми лежить у сфері  створення оптичних дисків для довготривалого  зберігання, — розповідає директор Інституту проблем реєстрації інформації академік НАНУ В'ячеслав Петров.

— Решта методів передбачають  запис інформації на відкриту поверхню, і тільки оптичні диски забезпечують можливість механічного захисту цієї поверхні. Однак підкладкою  левової  частки всіх носіїв інформації слугує   полікарбонат. Цей матеріал — пластмаса — має температуру плавлення, що трохи перевищує 200°C,  і термін зберігання (оскільки  використаються не дуже якісні реєструючі середовища) — від 1 до 15 років. Тому у широкому вжитку сьогодні  носії інформації, котрі    не можуть похвалитися  тривалим терміном зберігання даних.

Для перших оптичних дисків у ролі підкладки ми використали скло. Це багатокомпонентний силікатний матеріал із температурою плавлення близько 600–700 °C, досить хімічно активний. Тому на його поверхні реєструючий матеріал  не може довго зберігати інформацію високої щільності. Пошук інших матеріалів, які можна було б використати як прозору підкладку оптичного диска, привів нас разом із академіком В.Семиноженком до ідеї використати з цією метою  сапфір. Він  добре вивчений, в Інституті монокристалів НАН України відпрацьовано технологію його  масштабного виробництва, до того ж сапфір  має унікальні фізико-хімічні властивості: високу температуру плавлення (понад 2000°C), твердість, що поступається лише твердості  алмазу, зносостійкість. Він ідеально підходить для   оптичних вікон, що використовуються      в екстремальних умовах у військовій, науковій і цивільній сферах, де матеріал працює тривалий час, не змінюючи своїх властивостей. Завдяки таким якостям інформація на його поверхні має зберігатися набагато довше, ніж на будь-яких інших носіях.

Багато років втілити в життя цей задум нам не вдавалося, як, утім, і нікому в світі. І ось тепер ми близькі до вирішення цієї проблеми технологічно й повністю вирішили її фізично.

— У чому суть винаходу? Десь уже можна побачити такі диски?

— Ми змогли  створити оптику, яка компенсує поляризаційні викривлення сапфіра і дає можливість  через сапфірову підкладку записувати та  зчитувати інформацію з максимально високою допустимою для оптики щільністю. Ця ідея добра тим, що для її реалізації не потрібно створювати нових технологій. Тому після того, як ми розібралися з оптикою й фізикою процесу, — змогли у стислі терміни    випустити перший оптичний диск на сапфірі. Його діаметр 80 мм (у форматі CD і DVD). Виробництво таких дисків може початися уже в цьому році за фінансової підтримки зацікавлених організацій.

— Коли такі диски можуть стати доступними для державних організацій, приватних фірм та  індивідуальних користувачів?

— Усі технологічні процеси на сьогодні відпрацьовано. Дослідження проводилися спільно  з іншими академічними інститутами. Наприклад, для того щоб металізувати поверхню записаної інформації, необхідно  нанести високотемпературні металеві плівки. Ці роботи проведено в Інституті проблем матеріалознавства. Технологію орієнтації і обробки сапфірових дисків відпрацьовано в Інституті монокристалів та  в організаціях, що входять до  НТК "Інститут монокристалів". Диски вже у процесі виготовлення, і незабаром можна буде  налагодити  їх виробництво в широких масштабах. Запис інформації реалізований на нашому технологічному комплексі, розробленому для створення матриць при розгортанні виробництва компакт-дисків в Україні. Після незначної модернізації його обладнання ми зможемо у стислі терміни налагодити виробництво сапфірових дисків, які зчитуватимуться на стандартних накопичувачах інформації з невеликим корегуванням оптичної схеми (його зможе зробити  будь-який  технічний персонал, що працює з обчислювальною технікою, або будь-який  користувач).

Планується запис і зберігання інформації на дисках діаметром не тільки 80 мм, а й 120 мм (стандарт СD). Також можемо виготовляти оптичні диски діаметром до 200—300 мм.

— Цікаво, скільки може зберігатися інформація на сапфірових дисках?

— Вічно. А якщо в конкретному вимірі — десятки тисяч років.

— Проблема довготермінового зберігання великих обсягів інформації у світі досить актуальна, і в деяких країнах теж ведуться розробки в цьому напрямі.

— Як свідчить  історичний досвід, найбільш довготривалим  є метод запису інформації у вигляді геометричного рельєфу на носії. Це використано у клинописі, на глиняних табличках шумерів, стелах і храмах єгипетських фараонів. Для довготривалого зберігання інформації на сапфірових дисках ми маємо створити інформаційний рельєф безпосередньо на їхній поверхні.

Наша технологія абсолютно  оригінальна і не має аналогів у світі. Цей спосіб довготривалого  зберігання інформації на сапфірових оптичних дисках зараз  патентується  за кордоном.

На думку вчених, у цієї технології — фантастичні перспективи. Інформаційні ресурси, напрацьовані людством, — як  Всесвіт  із міріадами зірок та  загадковою "темною матерією", котру  ще треба вивчати й вивчати. Колосальні масиви надзвичайно  цінної інформації накопичилися впродовж  останніх півтора десятка років у біології. Наприклад, інформацію про геном людини та  інших біологічних видів не запишеш на паперовий носій. На часі завдання розшифрувати, записати й зберегти генетичну інформацію про велику кількість біологічних об'єктів (а це мільйони гігабайтів) для надійної схоронності на багато століть. Це необхідно, щоб у разі якоїсь глобальної екологічної катастрофи зберегти інформацію про біорозмаїття нашої планети.

Не тільки наукові знання потребують надійного довготривалого  зберігання. Дуже важливі  для національної безпеки  технічна й технологічна документація, інформація про радіоактивні відходи, екологічно небезпечні об'єкти тощо. Ще один пласт для дбайливого зберігання — культурна спадщина. До речі, збереження та  відтворення скарбів народної творчості, пам'яток писемної й художньої культури України — не менш цікавий напрям  діяльності Інституту проблем реєстрації інформації. Кілька днів тому в стінах НАНУ, де проходило засідання президії Академії наук, звучала фонограма виступу Віктора Михайловича Глушкова на засіданні президії АН УРСР, записана на першому в світі сапфіровому оптичному дискові, розробленому і виготовленому Інститутом проблем реєстрації інформації та НТК "Інститут монокристалів". У цьому виступі  геніальний кібернетик передбачав воістину фантастичні перспективи розвитку оптичного запису інформації для комп'ютерної техніки та інформаційних технологій. Його учні та  послідовники виявилися достойними  свого Вчителя.

Газета "Дзеркало тижня" (№5, 15.02.2014р.)