5 августа по СМИ прокатилась весть, что в Бурятии, на территории Саянской солнечной обсерватории Института солнечно-земной физики СО РАН, торжественно заложен первый камень будущего крупного телескопа-коронографа с зеркалом диаметром 3 метра. Отсюда краткое название — КСТ-3. В церемонии закладки приняли участие: президент РАН академик РАН Геннадий Красников, гендиректор ГК «Ростех» Сергей Чемезов, научный руководитель ИСЗФ СО РАН академик РАН Гелий Жеребцов, директор ИСЗФ СО РАН член-корреспондент РАН Андрей Медведев, глава Республики Бурятия Алексей Цыденов, губернатор Иркутской области Игорь Кобзев, а также специалисты, участвующие в реализации проекта «Национальный гелиогеофизический комплекс РАН».
Национальный гелиогеофизический комплекс будет состоять из семи уникальных объектов. В 2022 году введен в эксплуатацию комплекс оптических инструментов (с. Торы, Республика Бурятия). Кроме КСТ-3 (п. Монды, Республика Бурятия) планируется создать лидар и систему радаров вблизи пролива Ольхонские ворота на Байкале, под Ангарском построят нагревный стенд, где планируют изучать спектр искусственного радиоизлучения ионосферы, в Иркутске к 2030 году появится центр обработки данных, полученных этими инструментами. И еще в четырех часах езды от Иркутска, в урочище Бадары, к зиме будет сдан в эксплуатацию многоволновой радиогелиограф.
Он представляет собой расставленные по равнине регулярные ряды внушительных антенн-тарелок для приема радиосигналов от Солнца, плюс проложенные под линиями тарелок сотни километров кабелей и рабочее здание с приемными системами и компьютерами, где будут проводить огромное количество вычислений. Ну, и прочие технические конструкции. Построено жилье, заканчивается благоустройство территории. Концепцию этого уникального радиогелиографа разрабатывал Институт солнечно-земной физики СО РАН. «Поэтому с нас тут за все спрос», — говорит замдиректора по научно-исследовательской работе ИСЗФ Сергей ЛЕСОВОЙ. В ожидании появления вертолета с высокими гостями он успевает рассказать, как здесь все начиналось.
— Национальный гелиогеофизический комплекс на этой площадке начали строить в 2019 году. До этого мы здесь в астрофизической обсерватории соорудили 48-антенный макет радиогелиографа, на нем отрабатывали основные идеи и технологии. Макет этот положили в основу проекта, а реализует его согласно госконтракту ГК «Ростех».
— Вообще первый проект Сибирского солнечного радиотелескопа родился еще в СССР, в 1960-е годы, рассказал Сергей Лесовой. — Тогда в Сибири не занимались радиоастрономией. Но у Геннадия Яковлевича Смолькова (недавно ушедшего и жизни) появилась идея инструмента, в 1970-е годы уникальный научный инструмент начали строить, а в 1980-е закончили. В память об основателе этого вида исследований Ученый совет института принял решение о присвоении обсерватории, в которой мы находимся, имени Г.Я.Смолькова. Та машина выглядела примерно так же, как нынешняя, но антенн было меньше, и они принимали радиоизлучение только на одной частоте. А для понимания происходящего в короне Солнца (это тот яркий ободок, что мы видим во время солнечного затмения. — Прим. ред.) надо фиксировать события в широком диапазоне частот. Мы сейчас имеем информацию на частотах от 3 до 24 ГГц, то есть видим плазму спокойного Солнца на высоте примерно от 2 тысяч км до 20-30 тысяч км над фотосферой, а протуберанец можем увидеть на удалении несколько миллионов километров от поверхности звезды. Корона — это очень горячая плазма. Радиоизлучение короны зависит от температуры, плотности вещества, магнитных полей. А магнитные поля — основной источник энергии вспышек и корональных выбросов массы.
— Так солнечный ветер — это поток магнитных полей, «дующих» с короны?
— Упрощая, так говорят. Космическая погода зависит от Солнца, оно является источником возмущений межпланетного пространства. Вообще все, что влияет на Землю, связано с короной Солнца. Ее надо изучать. С помощью радиогелиографа мы собираемся получать максимально возможную информацию о состоянии короны, но это весьма сложно. Магнитные поля на уровне фотосферы, измеряемые спутниковыми и наземными обсерваториями, меняются слабо во время вспышек, поэтому нужно мерить магнитные поля в короне. С точки зрения чувствительности машина у нас хорошая: 528 антенн трех диаметров — большие, поменьше и малые тарелки. Инструмент большой, — говорит Лесовой, стоя у планшета, на котором видно, как расставлены тарелки. Три буквы «Т», у двух «хвостики» — в одну сторону, у третей — в другую.
— Какой-то жутко гигантский, — бормочу я, оглядывая антенное поле.
— Нужно бы еще больше. Это, как у камеры: чем шире объектив, тем качественнее, четче снимок, — откликается Сергей Владимирович. — Достоверно диагностировать корональную плазму — в микроволнах — сложно. Регулярность расстановки тарелок нужна для калибровки сигналов, это особенность солнечного радиотелескопа, для звездных так можно было бы не делать.
— За рубежом этого типа радиогелиографы похожи на наш?
— За рубежом их нет. По крайней мере, работающих. Хотя еще с 2000-х годов заводилами по созданию радиотелескопов были американцы. Четко понимали, что науке такой инструмент нужен, разработали концепцию и до сих пор очень точно представляют, что нужно делать. Но и там крайне высокая конкуренция проектов, на какой из них дадут денег, станет ясно только в этом или следующем году. Финансировать такие работы и для Штатов дорого, хотя по меркам США это проекты средней цены.
Еще Китай в этом направлении активен. Взяв американскую концепцию, в 2014 году там построили такого же типа машину в провинции Внутренняя Монголия — вон там, за хребтом. Мы дружим, бываем друг у друга. Но пока не запустили машину — уж больно сложен процесс. А мы в тестовом режиме уже измеряем магнитные поля короны, доделываем радиогелиограф, который достаточно продолжительное время будет уникальным.
— Это будет всепогодный инструмент для широкополосного мониторинга солнечной активности, — с гордостью подтвердил академик Гелий Жеребцов, научный руководитель института и проекта. — Следует сказать, что строительство объекта было тяжелейшим. Здесь и песчаный грунт, в котором сложно было устанавливать сваи, и короткий летний период, и два ковидных года, тем не менее радиогелиорграф работоспособен, и сейчас мы готовимся к сдаче его в эксплуатацию.
Остальное обсуждали уже в конференц-зале, где Сергей Лесовой продемонстрировал в презентации возможности современного научного инструмента. Когда он заработает в полную силу, ученым не придется приезжать в Бадары, чтобы воспользоваться полученным материалом. Все будет в Сети. Но чтобы машина функционировала должным образом, штатное расписание института предстоит увеличивать как минимум в два раза. Чтобы выяснить, как магнитные потоки с короны взаимодействуют с магнитным полем Земли, надо организовать за ней грамотное наблюдение — с привлечением высококвалифицированных техников, электронщиков и программистов. Только так можно понять, какие коронарные события и как будут иметь отклик на Земле. Часть выбросов корональной массы пройдет мимо нашей планеты, а часть угодит прямиком в нее.
— Чтобы понимать, мало наблюдать, нам нужно знать межпланетную структуру магнитного поля, — уточняет Гелий Александрович. — Магнитное поле — это как рельсы, по которым двигаются потоки энергии. Поэтому изучать корону необходимо, чтобы не только прогнозировать события на Солнце, но и оценивать ее влияние на околоземное космическое пространство. Иной раз наблюдаем серию вспышек. Первая по силе очень мощная, но проходит для Земли малозаметно. Вторая — внушительная, но слабее, чем первая, и воздействие на ближний космос незначительное, а третья вроде слабая, однако эффективность воздействия оказалось очень сильная. Таким образом, знать состояние межпланетного магнитного поля принципиально важно для прогнозирования воздействия солнечной активности на околоземный космос и снижения риска последствий этих негативных космических явлений.
Национальный гелиофизический комплекс, который мы создаем, как раз будет диагностировать те процессы, которые происходят у нас в околоземном космосе. По сути, это атмосфера нашей планеты, которая заключена в магнитном поле Земли и физическое состояние которой определяется солнечной и геомагнитной активностью.
Но для определения параметров магнитного поля необходимы космические аппараты, которые должны находиться на определенном расстоянии от Земли, на линии Земля — Солнце. Именно совместное использование наземных и космических данных позволит успешно решить проблему прогнозирования.
— Посещая Иркутский филиал СО РАН, я специально выделил день на знакомство с астрофизическими обсерваториями ИСЗФ СО РАН, — заметил президент РАН Геннадий Красников, — да еще в составе такой представительной команды: с руководителем госкорпорации «Ростех» и главами регионов, где возводятся эти уникальные инструменты. Мы понимаем, что изучение влияния Солнца на техносферу Земли, климат и здоровье человека — важнейшая фундаментальная и практическая задача. Ученые должны уметь прогнозировать опасные явления на Солнце, а для этого — создавать и осваивать такую актуальную технику, которая составляет основу Национального гелиофизического комплекса РАН. Работая на этом инструментарии, ученые могут не только обогатить науку новыми знаниями, но и сделать нашу жизнь более безопасной. Национальный гелиофизический комплекс РАН — проект мирового масштаба, хотя в первую очередь он очень важен для нас, для России: нам необходимо научиться прогнозировать коронарные события, просчитывать их, чтобы делать жизнь безопаснее.
Елизавета ПОНАРИНА
Фото Юлии Матросовой
Нет комментариев