Обсерватория у подножья гор

В Тункинском районе Бурятии на пусковых объектах Национального гелиогеофизического комплекса РАН заливают фундаменты новых зданий и инструментов. Зачем их строят и что изучают иркутские ученые в соседнем регионе, – в предлагаемом материале.

Чтобы добраться до урочища Бадары, где расположена радиоастрофизическая обсерватория Института солнечно-земной физики (ИСЗФ) СО РАН – с теми самыми «тарелками», с которыми любят фотографироваться туристы, – нужно мчать по всем известной дороге в поселок Аршан и не проскочить один из поворотов налево, в село Тунка. Затем – несколько километров среди ельника по дороге с ухабами, которую в сырую погоду преодолеет не каждый автомобиль.

Это урочище для размещения обсерватории выбрано не случайно. Местность удалена от всех населенных пунктов на 25 километров, что исключает вероятность радиопомех, которые могли бы ухудшить работу одного из крупнейших астрономических инструментов – Сибирского солнечного радиотелескопа.

– Это самое оптимальное место для изучения Солнца. Поверхность здесь плоская, производственных точек рядом нет, населенных пунктов тоже. Этот телескоп всепогодный, облачность для него значения не имеет, поскольку он работает в радиодиапазоне, то есть принимает радиосигналы, – рассказывает заместитель директора ИСЗФ СО РАН, доктор физико-математических наук Сергей Олемской. – В диапазоне видимого света работает Саянская солнечная обсерватория, расположенная неподалеку. Там находятся оптические инструменты, а для них как раз важно количество солнечных дней. С точки зрения астроклимата Тункинская долина – самая лучшая территория для изучения Солнца в России.

Заместитель директора ИСЗФ СО РАН, доктор физико-математических наук Сергей Олемской

Сибирский солнечный радиотелескоп – установка уникальная. Она включает в себя 256 антенных постов (именно так правильно называются «тарелки»), расположенных крестообразно. Радиотелескоп строили на протяжении десяти лет и ввели в эксплуатацию в 1984 году. Оборудование, пережив цикл модернизаций, служит до сих пор, ни одной антенны за все годы утеряно не было, говорят ученые.

«Солнечный» мегапроект

– За ввод этого инструмента Институт солнечно-земной физики ИНЦ СО РАН в советское время получил орден Трудового Красного Знамени. Исследования, которые проводятся в обсерватории, способствует изучению и прогнозу негативных для планеты Земля явлений солнечной активности, – делится Сергей Олемской.

До середины 1990-х годов исследователи с помощью этих инструментов получали одномерные сканы, правда, с очень хорошим разрешением, рассказывает заведующий лабораторией мониторинга солнечной активности отдела радиоастрофизики ИСЗФ СО РАН Алексей Губин. Затем появились компьютеры, и астрофизики начали строить двухмерное изображение светила. Теперь моночастоты этих антенн недостаточно для новых исследований; для того чтобы иркутская, да и мировая наука двинулась дальше, нужно что-то большее. А это значит – необходимы новые мощные приборы, которые превзойдут все мировые стандарты.

Именно на это и рассчитан мегапроект федерального уровня – Национальный гелиогеофизический комплекс РАН.

Идеолог мегапроекта и разработчик его концепции – академик Гелий Александрович Жеребцов. Он же, заручившись поддержкой академии наук, смог убедить правительство направить инвестиции в этот проект, доказав необходимость создания этих объектов и их ценность для мировой науки. Потребовалось 16 поручений президента и правительства РФ и несколько личных встреч Гелия Жеребцова с Владимиром Путиным. Полученные деньги направлены на строительство радиогелиографа в Бадарах, набора оптических инструментов у соседнего села Торы, Лидара и системы радаров на Малом море, крупного солнечного телескопа на территории Саянской солнечной обсерватории у поселка Монды, нагревного стенда под Ангарском и центра обработки данных в Иркутске.

Пусковой объект Национального гелиогеофизического комплекса РАН в Бадарах стоит больше двух миллиардов рублей. В эту сумму оценивается строительство зданий и создание новых антенных постов.

Генеральным подрядчиком работ выступает столичный Лыткаринский завод оптического стекла, подрядчиком на строительстве зданий – московская компания «Инсистемс». Строительство началось в 2019 году, окончание запланировано уже на 2021 год.

Полтысячи «тарелок»

Сам радиогелиограф – это последний этап строительства. Вместо действующих сейчас 256 антенн к 2021 году появятся 528.

Уже в октябре в обсерваторию поступят тридцать новых образцов, выполненных с учетом замечаний. Весной 2020 года поступят остальные 500 антенных постов.

Каждая антенна крепится на своем фундаменте. Чтобы начать изготовление фундаментов под новые антенные посты, строители модернизируют буровую установку. Старые крестообразно расположенные «тарелки» полностью демонтируют, а новый радиогелиограф будет состоять из трех Т-образных антенных решеток. Это нужно, чтобы захватить как можно более широкий диапазон радиоволн.

У антенных постов, которые готовят для иркутян томичи, шире диапазон частот, они будут работать на частоте от трех до 24 Ггц. А это значит, что для исследователей Солнца раскрываются невероятные возможности. Уже в ближайшем будущем радиоастрофизическая обсерватория в Тункинской долине фактически сможет получать глубинное изображение звезды, от которой зависит земная жизнь. Речь идет уже не о двухмерной, а о трехмерной картинке. С помощью нового радиогелиографа ученые планируют исследовать разные слои короны Солнца.

Еще одно принципиальное отличие нового оборудования – степень цифровой обработки. Сейчас сигналы со всех 256 антенн суммируются, и понять, с какого поста какой сигнал пришел, невозможно. С вводом современного радиогелиографа сигнал будет оцифровываться отдельно от каждой антенны, обработка целиком ложится на вычислительные мощности.

– Новые результаты позволят получить не только фундаментальные знания, но и решать прикладные задачи: начиная от исследования взрывных процессов на Солнце до их влияния на работу космических средств, наземных систем связи и других приборов, – говорит Сергей Олемской.

Кадры

Однако с вводом новой техники неизбежно встает вопрос о кадровой обеспеченности. Несмотря на цифровизацию процесса, число штатных единиц вырастет вдвое. Это продиктовано не только тем, что коммуникаций, которые необходимо обслуживать, станет больше, но и тем, что и вырастет поток данных, для обработки и интерпретации которых нужны высококвалифицированные специалисты.

– Здесь есть своя специфика в обслуживании. На подготовку квалифицированного сотрудника, которому можно доверить самостоятельное дежурство, уходит до пяти лет. Сейчас уровень подготовки специалистов, которые приходят к нам, к сожалению, очень низок, – говорит Алексей Губин.

В обсерваторию после университетов в основном идут вчерашние иркутские студенты, получавшие образование по направлениям радиоэлектроники и радиофизики. Однако уже сейчас ИСЗФ СО РАН для подготовки кадров, которые будут работать с новым оборудованием, договаривается не только с университетами Иркутска, но и Новосибирска, Москвы и Санкт-Петербурга. В вузах открывают базовые кафедры. Сергей Олемской признает: подготовка займет не один год, причем это должны быть не только выпускники, но и практиканты, начиная с уровня бакалавриата и заканчивая аспирантурой.

Естественно, ждут перемены и действующих сотрудников. Увеличивается не только количество техники, само оборудование становится сложнее. А это значит, что и людям, работавшим на старых инструментах, нужно повышать квалификацию.

Астрофизическое «подземелье»

Сейчас дежурная смена специалистов включает двух техников, наблюдателя, инженера и научного сотрудника. Сердцем обсерватории они называют неприметное одноэтажное кирпичное здание – это наблюдательный пункт, где обрабатываются все сигналы, получаемые телескопом. На компьютерах, расположенных здесь, ученые и строят то самое двумерное изображение Солнца. Если на звезде наблюдаются какие-то возмущения, вспышки, пятна, информация о них передается в Иркутск, а дальше сведения распространяются по астрофизическому сообществу.

Дважды в день, утром и после обеда, наблюдатели проводят так называемый 14-минутный опрос, или проверку наведения инструментов. Через монитор компьютера сотрудник отслеживает состояние антенн. На экран выводится диаграмма, на которой отмечен каждый из постов. Если от какой-то антенны нет сигнала, в диаграмме появляется провал, и к оборудованию отправляют техника. Пока идет опрос, наблюдения за Солнцем прерываются.

Все коммуникации расположены под землей, в цоколе наблюдательного пункта. Сигналы от каждой антенны поступают в систему, смонтированную для поддержания постоянной температуры, в подземном тоннеле.

– Все элементы должны функционировать при постоянной температуре, чтобы корректно получать сигнал. Если температура меняется, мы сразу видим, что картинка «плывет». Поскольку антенная решетка сейчас крестообразная, то и подземный тоннель имеет четыре луча. В каждом – кабели 64-х антенных постов. Расстояние между крайними точками – 622 метра. Как объясняют астрофизики, этим расстоянием и определяется разрешающая способность телескопа. Кстати, все направления в подземном тоннеле распределены по сторонам света. Это сделано для удобства сотрудников.

Коллективное Солнце

Любая обсерватория мира и оборудование в ней – фактически уникальные сооружения, штучные. Потому вокруг каждой формируется центр коллективного пользования. Время работы регламентировано, формируется очередь из разных стран, институтов, академий наук.

– Для работы в нашей обсерватории в принципе любая организация может подать заявку, составить программу наблюдений. Мы выделяем время, и они могут пользоваться инструментами. Есть часть данных, которые предоставляются бесплатно, они выкладываются в интернет. Нашим наблюдательным временем пользуются Китай, Япония. Европейские ученые обращаются к нам на порядок реже, потому что мы от них удалены, – говорит Алексей Губин.

Кстати, Солнце «живет» по 11-летнему циклу или циклу Швабе. Сейчас, говорит Сергей Олемской, мы приближаемся к его минимуму. Но, как показали наблюдения, на звезде все равно могут происходить супервспышки.

– Сейчас главная задача обсерватории – изучить предикторы (предупреждающие сигналы) вспышек, чтобы заранее успеть их спрогнозировать. Последствия их, конечно, известны. Допустим, если бы вспышка Кэррингтона произошла бы сегодня, то у нас вышла бы из строя вся спутниковая, сотовая связь, и другие телекоммуникации, как наземного, так и космического базирования, – говорит замдиректора ИСЗФ.

Вспышка Кэррингтона – это мощнейшая за историю наблюдений геомагнитная буря. Она произошла в начале сентября 1859 года и вызвала отказ телеграфных систем по всей Европе и Северной Америке. Но не каждое солнечное явление дает такую вспышку.

– На ранней стадии диагностировать, будет ли вспышка и какой мощности, невозможно. Чтобы давать такие прогнозы, нам нужно уметь делать трехмерное исследование Солнца как в оптическом, так и в радиодиапазоне и, конечно же, должна быть какая-то заблаговременность, чтобы предпринять какие-либо меры для предотвращения последствий – вывести спутники с орбиты или перевести на ночную сторону Земли, что-то обесточить, – говорит Сергей Олемской.

Алексей Губин поддерживает: сейчас увидеть вспышку можно лишь за 10-12 часов. А от этого зависят и выходы космонавтов в открытый космос, и корректировка орбит спутников. Космическая погода влияет даже на авиаперелеты, в особенности через Южный и Северный полюса.

Радиогелиограф обеспечит научный задел на 20-30 лет вперед. Вместе со вторым пусковым комплексом Национального гелиогеофизического комплекса РАН в соседнем селе Торы, в котором монтируют оптические инструменты, он открывает невероятно широкие возможности для астрофизики.

Фото автора

• Расскажите об этом своим друзьям!

• Прохор Шаляпин стал отцом – но пока только биологическим
  
  Певец Прохор Шаляпин, по его словам, всегда мечтал о дружной и большой семье. Но пока в личной жизни артиста всё складывается не так, как ему бы хотелось.
• Пропажу экс-супруга Кати Лель в Ницце назвали фейком
  
  Журналист Алена Мартынова заявила в своем Telegram-канале «Светский хроник», что сотрудник из полиции Ниццы опроверг в беседе с ней новость о пропаже мужа Кати Лель Игоря Кузнецова.
• Алла Пугачёва поздравила поклонников с Днём Победы
  
  Певица Алла Пугачёва выложила пост, посвященный Дню Победы. Соответствующая публикация появилась на её странице в соцсети.
• Лидеры 29 стран приехали на парад Победы в Москве
  
  9 мая в Москве на параде в честь 80-летия Победы в Великой Отечественной войне присутствуют 29 зарубежных лидеров. Среди них председатель КНР Си Цзиньпина, президент Бразилии Луис Инасиу Лулы да Силва, президент Сербии Александар Вучич, премьер-министр Словакии Роберт Фицо, а также руководители большинства бывших республик СССР.
• Новым Папой Римским стал кардинал США Роберт Прево
  
  69-летний Роберт Прево избран первым американским Папой Римским за 2000-летнюю историю католической церкви. В преддверии конклава его продвигали как "компромиссного кандидата" на папский престол.
• Актёр Александр Лойе гордится подвигами деда-фронтовика
  
  Актер Александр Лойе рассказал, что его дед был фронтовиком во время Великой Отечественной войны. Об этом артист сообщил «Пятому каналу» на премьере сериала «По следу зверя».
• Вера Вонг шокировала гостей Met Gala экстремальным декольте и нездоровой худобой
  
  Культовый дизайнер свадебных платьев Вера Вонг посетила ежегодный бал Met Gala в платье с экстремальным вырезом. Соответствующий материал публикует People.
• Александр Ревва рассказал о трудном детстве и веренице «отцов-негодяев»
  
  Шоумен и юморист Александр Ревва готов обсуждать любую тему, кроме своей семьи. Артисту уже 50 лет, но у него до сих пор сложные отношения с родной матерью.
• Лев Лещенко выступил против бесплатных концертов на 9 Мая
  
  Народный артист России Лев Лещенко в беседе с изданием «Абзац» выступил против призыва депутата Госдумы Нины Останиной об организации бесплатных концертов на 9 Мая.
• Иван Краско назвал лето 1945 года самым счастливым в своей жизни
  
  Первый народный артист России Иван Краско признался в беседе с NEWS.ru, что накануне Дня Победы по традиции ездит с сыновьями в родной поселок Вартемяги, чтобы возложить цветы к памятнику воинов.
• На Сергея Зверева во дворе напали собачницы
  
  Стилист и шоумен Сергей Зверев пожаловался, что во время прогулки во дворе на него напали люди с собакой. Об этом пишет Telegram-канал «Звездач».
• Олег Меньшиков жалеет, что не сыграл Воланда в «Мастере и Маргарите»
  
  Народный артист России Олег Меньшиков заявил, что хотел бы сыграть роль Воланда в «Мастере и Маргарите». Об этом актер рассказал на шоу «5 Книг» с Александром Цыпкиным.
• Александр Збруев рассказал о детстве в исправительном лагере и радости в День Победы
  
  Народный артист Александр Збруев признался в беседе с NEWS.ru, что его мать сослали в Рыбинский исправительный лагерь во время Великой Отечественной войны.
• Уголок шахматиста. Шахматный Иркутск в годы войны
  
  Как мы уже рассказывали в прошлом выпуске, до Восточной Сибири эвакуированные гроссмейстеры и мастера не добрались, осев на Урале, в Омске и Томске. Из более-менее известных шахматистов в Красноярске оказался сильный первокатегорник Владимир Гергенредер, эвакуированный туда вместе с заводом из Бежицы, а в конце войны к работавшему в госпитале отцу в гости нагрянул из Тулы будущий гроссмейстер Алексей Суэтин. Приезжал из Омска и мастер Виктор Васильев, потерявший на фронте руку и ногу.
• Маргарита Симоньян не приводит детей в больницу к отцу
  
  Режиссёр и журналист Тигран Кеосаян до сих пор находится в коме. Напомним, в конце прошлого года он пережил клиническую смерть.
• Перепутали страны…
  
  Новая подборка интересных фактов со всего света с комментариями нашего обозревателя.
• Унаследовавшая состояние Лагерфельда кошка снялась в рекламе элитных часов
  
  Кошка дизайнера Карла Лагерфельда Шуппет, которая унаследовала его многомиллионное состояние, снялась в рекламе люксового бренда Hublot. Об этом сообщает Forbes.
• Режиссёр Оливер Стоун в Москве: «Я бы с удовольствием здесь поснимал»
  
  Культовый голливудский режиссер Оливер Стоун посетил площадки для кинопроизводства «Москино» и поделился своими впечатлениями. Его слова передает издание kp.ru.
• Бывший супруг Кати Лель пропал без вести в Ницце
  
  Бывший муж Кати Лель Игорь Кузнецов пропал без вести. Об этом сообщает mk.ru со ссылкой на его окружение.
• За рекламу астрологов и тарологов хотят отправлять в тюрьму
  
  Эзотерические услуги сейчас процветают. И это не прошло мимо парламентариев из Госдумы РФ. Например, депутат Андрей Свинцов предлагает за рекламу таких услуг ввести уголовную ответственность.