Кто мы и куда мы идем? С этих вопросов начал свой доклад на заседании Президиума Академии наук, состоявшемся 22 февраля и посвященном развитию астрофизических исследований в России, их наземному и космическому сегментам, вице-президент РАН Юрий Балега, проиллюстрировав свои слова репродукцией картины Поля Гогена, название которой содержит такие же вопросы.
«Пытаясь разобраться в наших корнях, мы возводим свою родословную к минувшим поколениям, к ранним формам протожизни, к физическим элементам, которые возникли когда-то, в момент развития Вселенной, и, наконец, к некоей аморфной энергии, с которой все и произошло, — начал свой увлекательный рассказ Юрий Юрьевич. — Уходит ли наше фамильное дерево корнями в бесконечность или же Вселенная так же конечна, как и мы с вами, у нее есть рождение, жизнь и смерть? Это вопросы, которыми занимается наука. Человечество живет в эпоху величайших открытий в области астрофизики. Только за последнее десятилетие были вручены шесть Нобелевских премий ученым за открытия нейтринных осцилляций, темной энергии, гравитационных волн, экзопланет, сверхмассивных черных дыр и новой космологии».
Подробно проинформировав о каждом из этих научных достижений, Юрий Балега отметил, что в России порядка 1,5 тысячи ученых занимаются исследованиями в области астрономии, работают 5 специализированных обсерваторий, 10 учреждений РАН имеют астрономические подразделения, а у 12 вузов есть институты или кафедры астрономии. По словам докладчика, при этом суммарное финансирование всех исследований в области астрономии и астрофизики составляет всего около 3,8 миллиарда рублей в год.
Рассказывая о возможностях российских оптических телескопов, Юрий Балега проинформировал, что общая площадь их зеркал составляет лишь 42 квадратных метра. Это всего 2% от имеющихся мировых мощностей, и доля уменьшается: через пять лет она будет менее 0,5%. Самый большой телескоп в России (диаметр зеркала — 6 метров) был построен еще 50 лет тому назад, и после этого ни одного большого телескопа в стране не появилось.
По словам вице-президента РАН, несколько лучше ситуация в РФ с радиотелескопами сантиметровых и метровых диапазонов. Есть кольцевой радиотелескоп РАТАН-600 диаметром 600 метров. Имеется несколько телескопов для космической связи в Калязине, Бодарах, Пущинской обсерватории ФИАН и др. Юрий Балега особо остановился на телескопах РТ-13 системы КВО «Квазар» (система координатно-временного обеспечения и навигационного обеспечения) и на так и недостроенном телескопе мм-диапазона РТ-70 на плато Суффа в Узбекистане. Последний должен был иметь диаметр зеркала 70 метров.
Докладчик обозначил приоритетные области российской астрономии и необходимые инструменты для решения научных задач, среди которых он выделил изучение ранней Вселенной, ядер галактик и квазаров, рождения и смерти звезд и планет, релятивистских объектов (нейтронных звезд, черных дыр и пр.), экзопланет и жизни во Вселенной, а также Солнца и солнечно-земных связей.
Как отметил академик, главные задачи на ближайшие десять лет это: решение проблемы членства или партнерства с Европейской южной обсерваторией — ESO, развитие астрономической инфраструктуры для исследований в мм-диапазоне волн, создание оптического телескопа 4-м класса с широким полем зрения с опорой на возможности отечественной оптико-механической промышленности, ввод в строй объектов первого этапа гелиогеофизического комплекса для исследований Солнца и солнечно-земных связей.
Необходимо и развитие инструментальной базы нейтринной астрономии, для чего ведется постоянный апгрейд Байкальского глубинного телескопа. Среди насущных задач и реализация программы исследований Луны космическими аппаратами, участие в международной программе ExoMars, запуск и ввод в строй ультрафиолетового космического телескопа «Спектр-УФ», разработка космической программы исследований Венеры и завершающий этап подготовки космической миссии «Миллиметрон».
Членство в Европейской южной обсерватории или партнерство с ней Юрий Балега назвал «главной задачей десятилетия». Налаживание тесного взаимодействия с этой организацией даст доступ ко всем телескопам ее четырех обсерваторий, позволит участвовать в разработке новых программ и создании инструментальной базы, а также привлечь отечественную промышленность к высокотехнологичным работам и готовить новые научные кадры высокой квалификации. «Именно это позволит скачкообразно преодолеть десятилетиями накапливающееся за полвека отставание от технологий, созданных там», — отметил академик.
«Нужна программа, чтобы сосредоточиться на главных приоритетных направлениях и реализовать те возможности, которые были ранее в Советском Союзе и сегодня имеются в России. Для реализации всех поставленных задач нам нужна научно-техническая программа. Она уже подготовлена, — сообщил Юрий Юрьевич. — Называть ли ее международной — этот вопрос сейчас обсуждается, в любом случае необходима консолидация усилий всех астрономов страны.
О достижениях российских космических астрофизических обсерваторий, созданных при участии Научно-производственного объединения им. С.А.Лавочкина (входит в ГК «Роскосмос»), и дальнейших планах в этой области рассказал заместитель председателя Совета РАН по космосу академик Лев Зеленый».
Ученый отметил, что в рамках Федеральной космической программы на 2016-2025 годы Российская академия наук отвечает за фундаментальные космические исследования. «Это обширная программа, в которую входит много направлений, в их числе космические средства связи, дистанционное зондирование Земли, бОльшая часть средств направлена на пилотируемую космонавтику. Этот раздел подразделяется на четыре направления: Луна, планеты, малые тела Солнечной системы; внеатмосферная астрономия, космические лучи; космическая плазма и солнечно-земная физика; космическая биология и медицина. Здесь мы являемся заказчиками и законодателями мод, но в рамках тех средств, которые выделяются правительством, “Роскосмосом”», — подчеркнул академик.
По словам Льва Зеленого, общий бюджет программы снижался год от года, и финансирование «научного космоса» секвестировалось в большей мере, чем других направлений.
«Все проекты не очень многочисленные, но достойные, интересные, которыми занималась РАН, переносились. В конце 2020 года Академия наук вмешалась в этот процесс, и ситуация была частично купирована: в ноябре прошлого года мы добились некоторой компенсации, это дает нам основания работать и запускать проекты», — пояснил докладчик.
В 2017 году проекты были распределены на предстоящее десятилетие, но, по словам Льва Зеленого, все пошло не так. «Ощущение, что прошла волна цунами, все проекты сместились по времени. Удалось вовремя запустить только «ЭкзоМарс» и «Спектр-РГ», остальное перенесли за пределы 2025 года», — сказал академик, уточнив, что главные проекты «ЭкзоМарс» и «Луна» должны быть все же выполнены в 2022-м.
«Этот год будет космическим. Мы нервничаем — два запуска будут осуществлены из разных мест: «ЭкзоМарс» — с Байконура, а «Луна-25» — летом с космодрома Восточный. Наша промышленность редко имела возможность два важных запуска производить в один год», — подчеркнул Лев Зеленый.
Как отметил заместитель председателя Совета РАН по космосу, по проекту «ЭкзоМарс» в 2012 году было заключено соглашение между «Роскосмосом» и Европейским космическим агентством, и первый этап проекта удалось реализовать всего за четыре года, второй готовится к запуску в октябре 2022-го. Платформа, которая делается в НПО им. С.А.Лавочкина, должна доставить на Красную планету европейский ровер.
«Мы впервые добились серьезной интеграции с европейскими учеными», — подчеркнул Лев Зеленый.
Среди основных задач комплекса научной аппаратуры «ЭкзоМарс-2022» — долговременный мониторинг климатических условий на марсианской поверхности в месте посадки, исследование состава атмосферы Марса с поверхности и взаимодействия атмосферы и поверхности, изучение распространенности воды в подповерхностном слое планеты, мониторинг радиационной обстановки в месте посадки, изучение внутреннего строения Марса.
Как отметил академик, астрофизическая программа выполняется «очень достойно». Обсерватория «Спектр-Р», проработавшая в космосе 7,5 лет, провела около 4 тысяч наблюдений различных астрономических объектов. Была получена информация о структуре 160 ядер активных галактик со сверхмассивными черными дырами, 20 пульсаров (нейтронные звезды), 12 космических мазеров (областей образования звезд и планетных систем) в нашей галактике и 2 мегамазеров около ядер галактик. «Спектр-РГ» с российским и немецким телескопами, по словам Льва Матвеевича, радует ученых новыми научными результатами.
Следующим в серии космических обсерваторий должен стать телескоп «Спектр-УФ» (на снимке), который Лев Зеленый назвал главным «окном во Вселенную» после 2025 года. Причем не только для российских ученых, исследующих Вселенную в ультрафиолетовом диапазоне. Он, по сути, займет место стареющего американского космического телескопа Hubble. «Спектр-УФ» позволит раскрыть вопросы эволюции Вселенной, физики образования звезд и свойств атмосфер экзопланет. В сентябре 2021 года «Роскосмос» и Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) подписали соглашение о совместной работе над обсерваторией «Спектр-УФ».
Академик добавил, что до конца десятилетия ожидается запуск еще одной космической обсерватории — «Спектр-М» — который является сложным и интересным проектом.
Что касается лунной программы, то ученый напомнил, что последний советский аппарат «Луна-24» был запущен в 1976 году и доставил за Землю 150 граммов грунта. «Луна-25» будет запущена летом этого года и полетит на Южный полюс спутника Земли, так как там обнаружены подповерхностные запасы водяного льда, что в корне меняет представления о Луне как о сухом мертвом теле. До 2025 года планируется осуществить еще две экспедиции.
«Луну-26» хотят запустить в 2024 году. «Делаем все возможное, чтобы третья («Луна-27») улетела в рамках Федеральной космической программы, что не очень просто», — отметил Лев Зеленый.
Директор Института космических исследований РАН член-корреспондент РАН Анатолий Петрукович посвятил свое выступление стратегии гелиогеофизики, предметом которой является экосистема динамичного Солнца и Земли. Это и фундаментальная физика бесстолкновительной плазмы, и изучение причинно-следственных связей в системе Солнце — Земля, и плазменные явления в Солнечной системе, научные аспекты космической погоды и т. д.
Ученый отметил, что в СССР были сформированы научные школы международного уровня, решены принципиальные задачи описания околоземной плазменной среды, организована сеть наблюдений, запускались космические спутники. Сегодня для сохранения и развития этого научного направления стране необходима стратегия развития гелиогеофизики. Ее приоритетами должны стать междисциплинарный характер исследований, объединяющий фундаментальные знания о Солнце и Земле с прикладными техническими науками, значительная ресурсоемкость при создании космических и наземных наблюдательных средств, межведомственное взаимодействие в ходе исследований, мониторинга и внедрения результатов. Анатолий Петрукович отметил нарастающее значение данной проблематики в связи с техническим прогрессом, развитием оборонных и космических технологий. Он подчеркнул необходимость активного освоения Арктики как ключевой зоны проявления гелиогеофизических факторов, а также международного сотрудничества для наиболее полных наблюдений.
«Арктика — зона приоритетов России, но это еще и место, где эффекты космической погоды на поверхности Земли проявляются сильнее всего. Это и полярное сияние, геомагнитные и геоэлектрические вариации, зашумленность ионосферы на радиочастотах. Что особенно важно, космическая погода варьируется в Арктике постоянно. Полярные сияния могут быть каждый день, и это никак не привязано к солнечному циклу, а только к солнечному ветру. Отсюда и возникает необходимость запуска спутника для мониторинга солнечного ветра»,
— сказал Анатолий Алексеевич, добавив, что ведется активная работа по заказу «Роскосмоса» по развитию дальнейших космических исследований на платформе Арктики.
Основными направления такой государственной стратегии должны стать: конкурентоспособные фундаментальные и поисковые исследования, отечественное гелиогеофизическое обеспечение отраслей экономики и ведомств, развитие космического сегмента и устойчивость космической группировки, создание координированной распределенной сети наземных наблюдений, гелиогеофизическое обеспечение в Арктике и гелиогеофизическое обеспечение в области обороны и безопасности, развитие международного сотрудничества. В результате страна получит единый комплекс космических и наземных наблюдательных средств для всех фундаментальных и прикладных задач.
Ученый подчеркнул, что гелиогеофизические исследования и мониторинг — комплексное и ресурсоемкое направление. Необходима глубокая межведомственная координация работ для создания единой оптимизированной сети космических и наземных средств. Нужно создание стратегии развития направления, межведомственного комитета по гелиогеофизике. Поскольку уже сформирована концепция космической группировки для гелиогеофизических задач, необходимо ускорение работ по проектам в интересах фундаментальной науки.
Проекты по исследованию и мониторингу магнитосферы, Солнца и солнечного ветра отложены, что создает сильную зависимость отечественной системы прогноза от зарубежных источников данных. Необходимо поддержать приоритетность космических проектов по наблюдению за светилом, солнечным ветром и магнитосферой, развернуть полную группировку спутников для такого мониторинга. Он должен включать дистанционные наблюдения солнечного диска, короны, прямые наблюдения солнечного ветра в точке либрации системы Солнце — Земля, наблюдения магнитосферы и ионосферы.
На сегодняшний день в нашей стране нет конкурентных радиотелескопов на волны короче трех миллиметров. Об этом на заседании говорили заведующий отделом радиоприемной аппаратуры и миллиметровой радиоастрономии Института прикладной физики РАН Игорь Зинченко и директор Государственного астрономического института им. П.К.Штернберга Константин Постнов. Они посвятили свои выступления проблемам и задачам российской миллиметровой и субмиллиметровой астрономии, многоканальной и нейтрино-электромагнитной астрономии. Константин Постнов, в частности, отметил острую необходимость междисциплинарной подготовки специалистов в области космических исследований в эпоху многоканальной астрономии и указал на необходимость возрождения в педвузах РФ кафедр астрономии по профилю подготовки «физика, астрономия» наряду с существующими специальностями для будущих преподавателей физики. Астрономия была исключена из школьной программы в 1990-е годы. Вернули ее в школу только в 2017-м. Обозначилась острая нехватка квалифицированных преподавателей этой науки не только в школах, но и в вузах.
Ученый призвал поддержать усилия вузов по развитию материально-технической базы и оснащению передовыми высокотехнологичными инструментами универсальных обсерваторий, в частности, ведущего научно-образовательного центра «Кавказская горная обсерватория ГАИШ МГУ». Это необходимо для подготовки специалистов-астрономов на мировом уровне.
«Если обучение школьников астрономии отстает, то не будет хороших студентов профильных вузов. В тексте постановления президиума я бы указал на необходимость усилить школьную программу по астрономии», — поддержал выступление академик Лев Зеленый.
Подготовил Андрей СУББОТИН
Нет комментариев