К 80-летию ИЗМИРАН — этапы большого пути

08.04.2020



 (jpg, 88 Kб)

Так называется экспозиция в Выставочном зале Архива РАН, которую совместно открыли ИЗМИРАН и Архив РАН (март 2020). ИЗМИРАН — имя одного из ведущих научных учреждений страны: Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН им. Н.В. Пушкова. Ведем репортаж с этой выставки — слушаем удивительные истории от сотрудников и Института, и Архива РАН, рассматриваем уникальные экспонаты.

Доктор культорологии, руководитель музейно-выставочной группы АРАН И.А. Урмина. ИЗМИРАН проводит исследования сложных и разнообразных явлений и процессов в системе «Солнце-Земля», помогает всем нам в них выжить, а мы нередко об этом даже не догадываемся. Сегодня на выставке в Архиве РАН есть возможность познакомиться с фотографиями, с разными типами документами, информационными материалами, макетами приборов и самими приборами, с помощью которых мы пытаемся стараемся объяснить все эти явления и процессы не научными словами, а теми, которые может понять современное поколение понимает. К сожалению, между поколениями как бы стеклянная перегородка — мы видим друг друга, но, зачастую, не слышим. В этом замысел организуемых у нас выставок — это трибуна, то пространство, которое пока не занято, и его надо использовать. Итак, открываем выставку: мы так многого не знаем о работе Института!

Рассказ, в основном, будет вести д.ф.-м.н. В.Д. Кузнецов, директор Института уже 17 лет; по ходу интервью будут подключаться и другие участники мероприятия.

 (jpg, 138 Kб)

 

— Зачем вообще был создан ваш Институт?

— На планетах, где нет магнитного поля — например, на Луне или на Марсе — жизни нет. Магнитное поле Земли вместе с атмосферой Земли защищает и нас, и все живое на планете от смертельной космической радиации, это своего рода магнитный щит. Магнитное поле играет фундаментальную роль в человеческой цивилизации, и мы его изучаем.

Магнитное поле образует магнитосферу Земли, влияет на свойства ионосферной плазмы, делая ее магнитоактивной и изменяя условия распространения радиоволн. Во время магнитных бурь околоземное космическое пространство возмущено, и это создает проблемы для спутников, радиосвязи, для наземных энергосистем, влияет на сигналы навигационных систем GPS, ГЛОНАСС и на все, что с этим связано. Магнитное поле Земли меняется, соответственно, меняется магнитная карта, навигация — поэтому измерять магнитное поле мы вынуждены постоянно. Именно это и было, в свое время, основополагающим посылом для создания Института.

Далее, мы живем в системе Солнце-Земля, на Солнце происходят активные явления, которые также воздействует на среду обитания, на среду деятельности человека — это называется «космическая погода». В ИЗМИРАН функционирует Центр прогнозов космической погоды, и это одно из наших достижений. Воздействию солнечной активности подвержены все современные технологии, многие из которых используют космос — это интернет, спутниковая связь, спутниковое телевидение, спутниковая навигация: происходят сбои в работе, системы выходят из строя. Наземные и космические технологии и инфраструктуры постоянно усложняются, но остаются уязвимыми по отношению к факторам космической погоды. Следовательно, эти факторы нужно изучать, контролировать, предсказывать. Это представляет интерес также и для медицинских учреждений, которые следят за тем, как влияют изменения окружающей среды на состояние больных. Наш Институт отвечает на все эти вопросы, используя данные наблюдений как обсерваторий Института, так и мировой сети, при этом наши исследования Земли носят комплексный характер, т.е. они учитывают все факторы, влияющие на магнитное поле: как сверху — от Солнца, так и снизу — от недр Земли.

(jpg, 117 Kб)

— У нас один такой исследовательский институт?

— Когда ИЗМИРАН создавался накануне войны — да, он был один. Институт находится в городе Троицке (в настоящее время это территория новой Москвы), в его ведении находится также и магнитная обсерватория «Москва». Проведение в 1957 году Международного геофизического года стало этапным для всего научного направления: тогда были созданы другие Институты подобной тематики — в Иркутске на базе магнитной обсерватории Сибирский Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн (позднее он получил название Институт солнечно-земной физики СО РАН). Почти одновременно с ним в Якутске образовался Институт космофизических исследований и аэрономии (ИКФИА) и в Мурманске из бывшего филиала ИЗМИРАН был создан Полярный геофизический Институт.

ИЗМИРАН участвует во многих крупных международных научных мероприятиях. В рамках Рабочих органов Комитета по мирному использованию космического пространства ООН я участвую как эксперт по космической погоде от Российской академии наук.

Здесь, в экспозиции представлены оригинальные полетные образцы и модели различных типов электронных пушек для космических исследований, макеты устройств и приборов, которые использовались в нашей научной деятельности. Посетители увидят уникальные, ранее не публиковавшиеся материалы из фондов Архива РАН, в том числе посвященные проблематике радиосвязи в Арктике в 1930-40 гг., спасению зимовщиков первой в мире дрейфующей советской полярной станции СП-1 и многое, многое другое.

— Для многих читателей лучше было бы начать, наверное, даже не с достижений Института, а с элементарных понятий — с магнетизма, например...

— Начало изучения земного магнетизма относят к XV веку, и связано это было с развитием мореплавания и навигации. Первые измерения напряженности магнитного поля Земли были выполнены в Италии в 1436 году с использованием простейшего компаса. Кто изобрел компас — никто не знает, есть разные версии, в любом случае первые магнитные измерения проводились давно, где-то в XV веке, и это было связано с мореплаванием, с необходимостью ориентации по магнитному полю.

Знаете ли вы, что такое магнитное склонение? Это угол между направлениями на географический и магнитный полюсы. Компас показывает на магнитный полюс, а нам нужен географический — вот этот угол и есть магнитное склонение, и он разный в разных точках земного шара, к тому же с годами магнитное поле меняется из-за процессов в недрах, соответственно, меняется и это магнитное склонение, поэтому измерять магнитное поле и строить магнитные карты люди должны постоянно.

Открытие магнитного склонения произошло во время четырех экспедиций Колумба из Европы в Америку (по некоторым данным раньше) — оно оказалось зависящим от географического местоположения корабля.

А если находиться на линии между магнитным и географическим полюсом?

— В этом случае направление на географический полюс будет строго противоположно направлению магнитной стрелки. Кстати, есть понятие «переполюсовка» магнитного поля Земли — когда северный и южный магнитные полюса меняются местами — она в прошлом происходила много раз, и сегодня это также находится в сфере пристального внимания магнитологов ИЗМИРАН.

Первые предположения о том, что действие компаса связано с магнитным полем Земли сделаны в 1600 году — в книге В. Гильберта «О магните, магнитных телах и большом магните — Земле», положившей начало нашим представлениям о существовании единого геомагнитного поля.

— А в России — интерес проявляли? Давайте, пусть вкратце, но перелистнем страницы истории.

(jpg, 133 Kб)

— Отечественный флот, как известно, развивал Петр I и сразу же потребовалась магнитная навигация по компасу. Петр I сам написал инструкцию по пользованию компасом, всем капитанам кораблей его Указом вменялось в обязанность во время плавания выполнять измерения магнитного склонения. На первом же торжественном публичном заседании Российской академии наук — после ее создания Петром в 1724 году — наука о земном магнетизме была отнесена к числу наиболее важных наук. Создание нашего Института, таким образом, исторически вытекало из большой научной и практической потребности страны.

Здесь на Выставке представлены портреты членов Академии наук той эпохи, которые внесли свой вклад в развитие магнитных измерений и исследований, представлен ряд исторических артефактов, например, один из них — запись магнитного поля Земли 1724 года. Эта запись по сей день хранится и продолжается в нашем филиале под Санкт-Петербургом. В 1725 году проведены магнитные измерения на морях в ходе экспедиций на европейской и азиатской частях страны.

Академик Леонард Эйлер (1707-1783) был одним из первых, кто вывел формулы, которые позволили определить, где находятся магнитные полюса, а затем и вычислить значения магнитного поля в любой точке земного шара. М.В. Ломоносов в труде «Рассуждение о большей точности морского пути» высказал вполне современное предположение о том, что земной шар состоит из мельчайших разнородно намагниченных частичек, которые в совокупности образуют неоднородно намагниченный шар, чем и объясняются неодинаковые значения магнитного склонения в различных частях земного шара.

В 1783 году П.Б. Иноходцевым обнаружена Курская магнитная аномалия. В 1823 году по инициативе академика А.Я. Купфера (1799-1866) построена первая в стране магнитная обсерватория в Казани — начались регулярные измерения геомагнитного поля. Впоследствии подобные обсерватории были созданы также в Петербурге при Горном Институте, при горных заводах в Нерчинске в Забайкалье, Барнауле, Екатеринбурге, в п. Колывани на Алтае — в них проводились ежечасные измерения магнитного склонения, а впоследствии и других элементов магнитного поля Земли.

(jpg, 163 Kб)

Академик Адольф Яковлевич Купфер (1799-1866)

В 1830 году в Санкт-Петербурге за северной стеной Петропавловской крепости А.Я. Купфером был построен магнитный павильон, или, как его называли, Магнетическая обсерватория — она-то и стала «первой ласточкой» в создании ИЗМИРАН. В 1830 году в экспедиции Академии наук на Эльбрус А.Я. Купфером установлено, что с высотой магнитное поле Земли ослабевает. В 1865 году Главная физическая обсерватория была передана в систему Академии наук. В 1878 году под Петербургом состоялось открытие Павловской (Слуцкой) магнитно-метеорологической обсерватории — по тем временам одной из лучших магнитных обсерваторий мира. В 1871-1878 годах проведена первая планомерная магнитная съемка в Европейской части России на 291 пунктах, что позволило построить первые магнитные карты Европейской части России. Впоследствии с участием нашего Института была создана целая сеть магнитных обсерваторий в разных точках страны и Земного шара, в том числе в Арктике и Антарктике, и, кстати, мы с магнитными измерениями присутствуем там до настоящего времени.

А вот этот артефакт вас поразит: он связан с именем Сталина. В 1900 году 22-летний работник Тифлисской лаборатории проводил измерения магнитного поля — вот она, эта магнитограмма магнитного поля, подписанная Джугашвили. Имя Сталина в нашей Выставке появляется еще раз — сразу после войны в 1946 году им подписано Постановление о строительстве здания ИЗМИРАН в Красной Пахре, впоследствии породившей город Троицк: так стартовало создание тут научного городка, а теперь — наукограда в составе новой Москвы.

Закончилась Гражданская война. В 1924 году начали проводить Магнитную съемку СССР, на это потребовалось 10 лет и удалось заснять более 4 млн. км2 с густотой сети 20х20 км. С маршрутной съемкой тогда предстояло пройти 140 тыс. км в малообжитых районах. Для выполнения такой съемки нужно было определить магнитное поле Земли в 13 000 пунктах.

Наконец, о событии, вследствие которого родился ИЗМИРАН. В 1937 году в срочном порядке решали задачи освоения Северного морского пути и тогда, как известно, состоялся дрейф в Северном Ледовитом океане экспедиции легендарных И.Д. Папанина, Е.К. Федорова, Э.Д. Кренкеля, П.П. Ширшова и др. Тогда возникла проблема неустойчивости радиосвязи, при этом анализ геомагнитных данных показал, что потеря радиосвязи на коротких волнах совпадала с периодом магнитной бури — поэтому сразу же было принято решение о создании постоянной «службы прогнозов». Так история дрейфа судна «Седов» стала импульсом для развития в СССР геомагнетизма в целом — вследствие этих событий СНК СССР принял в 1939 году решение об организации в системе Гидрометеослужбы научно-исследовательского Института земного магнетизма (НИИЗМ) на базе магнитной Павловской (Слуцкой) обсерватории Пушкинского района под Ленинградом, директором Института назначили Н.В. Пушкова. Институт начал свою работу в январе 1940 года. Накануне войны успели построить магнитные карты Советского союза с большой для того времени точностью — расстояние между пунктами 15-50 км.

В год 75-летия Победы важно вспомнить о деятельности ученых Института в годы войны. НИИЗМ сразу стал военизированным учреждением Красной Армии, коллектив работал в период блокады в осажденном Ленинграде. Сразу же Магнетическую обсерваторию Академии наук объединили с Метеорологической обсерваторией и перенесли на 23-ю линию Васильевского острова. Несколько научных сотрудников Института погибли, Павловская обсерватория была полностью уничтожена.

В тяжелых условиях коллектив обеспечивал все нужды фронта в магнитных картах — дело в том, что вся армейская и морская радиосвязь строилась на использовании коротковолнового диапазона, а точки отражения этих радиотрасс располагаются на высоких геомагнитных широтах и варьируются, резко изменяясь во время геомагнитных бурь.

Зимой 1941/1942 гг. Институт эвакуировали в Свердловскую область, в 1943 году был установлен горизонтальный солнечный телескоп, который вывезли из Киева. Для нужд армии осуществляли прогнозы состояния ионосферы в зависимости от уровня солнечной активности для обеспечения радиосвязи, обеспечивали магнитными картами морскую навигацию и воздушные линии сообщения, в том числе для авиаперелетов через Северный полюс в Америку. В 1942-1944 гг. составлена карта магнитного склонения по важной воздушной трассе через Чукотский полуостров. Произведены магнитные съемки для выявления нефтеносности ряда областей, магнитные разведки на Урале — на никель и бокситы. В 1944 году Институт обеспечил магнитными картами 27 организаций, расположенных во всех частях СССР. Интересно, что именно во время войны, в 1943 году на Ученом совете Института посчитали, что помимо основного учреждения по исследованию земного магнетизма в европейской части страны, в Сибири также должен быть создан еще один подобный институт, что и было осуществлено в 1960 году.

Из эвакуации ИЗМИРАН с магнитной обсерваторией «Москва» вернулся в Красную Пахру (Троицк) в 1944-1946 гг. — в недостроенное здание бывшей Московской геофизической обсерватории. Имели единственную грузовую автомашину, и был только один профессиональный строитель — каменщик. Началось строительство новых помещений Института и жилого городка при Институте силами сотрудников — работы велись после рабочего дня. Сотрудники Института были подсобными рабочими, в частности, сам директор Н.В. Пушков занимался наладкой отопления. Сами проектировали, строили первые финские домики, щитовые трехквартирные дома без удобств, временные бараки для сотрудников, в 1948 году самостоятельно построили первый двухэтажный жилой дом. Предстояло осваивать 76 гектаров земли, заросших лесом и кустарником. Уже значительно позднее на освоенную территорию переселились отделения Курчатовского Института, ФИАН, ИФВД, ИЯИ, ИСАН.

Мэр города Троицка В.Е. Дудочкин. Академгородок нашего города начался с ИЗМИРАН, спасибо тем, кто принял решение переместить сюда этот Институт, и где теперь на когда-то предоставленной ему территории расположено десять ведущих научно-исследовательских институтов, каждый из которых заслуживает отдельной истории. Когда слушаешь лекции, читаешь книжки, понимаешь — в каких великих событиях участвовал Институт, какие у ИЗМИРАН огромные достижения, в том числе и в обороноспособности страны, они представлены здесь на выставке. Директор Института Владимир Дмитриевич очень много мне рассказывал про магнитную лабораторию — не только про ее достижения, но и про возникновение новой задачи — где ее расположить? Дело в том, что Троицк был поодаль от Москвы, потому-то он в свое время и был выбран для ИЗМИРАН — подальше от цивилизации, чтобы не было воздействий на те приборы, которые производили тонкие измерения, чтобы не было влияния металлических конструкций, чтобы железнодорожные пути шли не рядом, а вдалеке. С появлением же понятия «новая Москва», когда к столице присоединили огромную территорию, в полтора раза большую, чем она была изначально, Троицк стал, представьте себе, географическим центром Москвы, теперь он органично вошел в число тех территорий, которые стали активно развиваться. Сейчас построили Калужское шоссе, скоро и метро к нам придет. Если бы в 70-х или 80-х прошлого века сказали, что в городе будет метро, все бы радостно зааплодировали — а сейчас усомнились: нужно ли метро? Разработчики, кстати, уже приходили в ИЗМИРАН и спрашивали — насколько метро будет воздействовать на те исследования, которые в Институте проводится? Спасибо Институту, что он живой, что хранит традиции, занимает достойное место на карте Российской академии наук. Я вижу здесь много заслуженных людей, которые работают в ИЗМИРАН и составляют цвет нашего города. Посмотрел экспонаты — надо же, я не знал, что Сталин занимался теми же самыми вопросами, это очень интересно. Поздравляю!

Дадим справочный материал — что Институтом было сделано после войны. Задача непростая. Ведь даже если просто перечислить лишь некоторые работы, упомянуть только их названия — все равно получается длинный список. Но, похоже, у нас другого выхода нет — ведь Выставка так и называется «Этапы большого пути», т.е. надо их увидеть и осмыслить. Однако, как же это чрезвычайно интересно!

Итак, непосредственно сразу после войны — продолжены работы по проведению магнитных съемок для нужд морской и воздушной навигации, составление карт магнитных аномалий, их сопоставление с геологическими данными, картами нефтеносных районов.

(jpg, 83 Kб)

Немагнитная шхуна «Заря»

Институт приступил к созданию специальной немагнитной моторно-парусной шхуны «Заря» длиной 52 м., оснащенной сконструированной и изготовленной в Институте магнитометрической аппаратурой для измерения магнитного поля на ходу судна, что было большим нововведением (1947-1953). На шхуне были установлены ионосферные станции для вертикального зондирования ионосферы и нейтронный монитор для изучения космических лучей. Шхуна дала первые данные о пространственном распределении и вековом ходе геомагнитного поля в труднодоступных регионах земного шара. В Атлантике над большими глубинами экспедиция на шхуне обнаружила неизвестные ранее магнитные аномалии. За 35 лет судно прошло 47 тыс. миль.

Совместно с магнитологами Института сейсмологии АН УзССР были обнаружены изменения магнитного поля перед конкретным землетрясением (1947). Сотрудники ИЗМИРАН участвовали практически во всех советских антарктических экспедициях, в том числе, в первом походе (1957) санно-гусеничного поезда до Южного геомагнитного полюса холода Земли (ст. Восток).

Международный геофизический год (1957-1958), крупнейший международный проект, в рамках которого действовали геофизики, ионосферщики, солнечники разных стран — стал поворотным моментом развития Института, позволил ему превратиться из отраслевого в академический; инициатором и организатором этой международной программы стал Н.В. Пушков. Вследствие этого проекта, о чем уже говорилось, были с участием ИЗМИРАН созданы институты в Иркутске, Якутске, Мурманске, сейчас они самостоятельны, очень сильно развились.

В 1957 году, когда был запущен Первый искусственный спутник Земли, произошло событие, которое до наших дней остается большим достижением Института. Дело в том, что в тот момент от американцев прозвучал упрек: мол, в СССР поспешили — запустили совсем простой спутник, чтобы непременно быть первыми. И на это недовольство прозвучал очень веский ответ. По поручению Президента Академии наук СССР М.В. Келдыша академик В.А.Котельников обратился в ИЗМИРАН к начальнику отдела длинных радиоволн Я.Л. Альперту с просьбой «сделать науку» с использованием Первого ИСЗ. Анализируя сигналы радиомаяка спутника, Я.Л. Альперт получил научные результаты по структуре ионосферы — сглаженное распределение электронной концентрации по высоте выше главного максимума ионосферы. Такое распределение было получено впервые, и оно показало, что электронная концентрация выше главного максимума ионосферы не спадает с высотой резко до нуля, как до этого предполагалось, а уменьшается плавно. Радиовосход и радиозаход спутника возникают соответственно раньше и позже оптического восхода и захода спутника за горизонт из-за эффекта рефракции радиоволн в ионосфере. А наблюдения радиоволн на частоте 20 Мгц от радиомаяка спутника позволили наблюдать эффекты сверхдальнего (до 8-10 тыс. км) ионосферного распространения радиосигналов спутника вплоть до их приема с антипода. Это был первый в мире научный космический эксперимент! И в дальнейшем он получил сильное развитие.

Конец 1950-х: Н.В. Пушков предлагает разработать программу наблюдений за спутниками, рассмотреть вопрос о размещении на них аппаратуры для определения геомагнитного поля в космосе и установки ионосферных станций. Магнитологи ИЗМИРАН впервые в мире выполнили магнитные измерения с третьего искусственного спутника Земли — запущен первый научный прибор Института феррозондовый магнитометр СГ-45, который позволил установить, что источник Сибирской магнитной мировой аномалии находится на границе «ядро-мантия», а не в земной коре. Сотрудником ИЗМИРАН тех лет А.В. Гуревичем, ныне академиком, выполнены первые теоретические расчеты взаимодействия спутника с разреженной ионосферной плазмой.

Институт переводится в систему Академии наук СССР и получает свое теперешнее название ИЗМИРАН (1959). Произведена Мировая магнитная съемка со спутника «Космос-49», охватившая 75% земной поверхности (1964) — за эту работу Н.В. Пушкову и ведущему магнитологу Ш.Ш. Долгинову была присуждена одна из первых Ленинских премий в области фундаментальных космических исследований.

1960-е годы. Началась космическая эра, здесь на выставке показано огромное количество космических проектов — словно большой взрыв: на космических аппаратах устанавливались приборы ИЗМИРАН, особенно этот процесс стал интенсивным в рамках программы Интеркосмос после создания Института космических исследований АН СССР. Развивается внеземная магнитометрия — приборы, разработанные в Институте, неоднократно в рамках советской лунной программы работали на Луне. Н.В. Пушковым и Ю.Д. Калининым основан академический журнал «Геомагнетизм и аэрономия», ставший ведущим мировым изданием по геофизике и солнечноземной физике (1960).

(jpg, 206 Kб)

Участие ИЗМИРАН в космических проектах

К числу научных приоритетов Института, помимо космических исследований, несомненно относится также установление Я.И. Фельдштейном формы области полярных сияний — т.н. аврорального овала, названного «Овалом Фельдштейна», что получило мировое признание (1960). На автоматической межпланетной станции (АМС) «Венера-1» установлен первый межпланетный магнитометр (1961). Конец 1960-х: Институт вел совместные НИР со ста учреждениями СССР и с 28 учреждениями зарубежных стран.

После войны в составе Института было организовано Конструкторское бюро, в нем развернуты работы по опытному научному приборостроению: создание аппаратуры для магнитометрии, проведения измерений с использованием спутников и космических аппаратов — зондирование и диагностика околоземной космической среды, измерения магнитных и электрических полей и др. Приборами «универсальный кварцевый магниточувствительный элемент» производства ИЗМИРАН были оснащены магнитные обсерватории более 20 стран мира. В Институте разработана полевая магнитная вариационная станция (ИЗМИРАН-4), получившая широкое распространение как в СССР, так и за рубежом, изготовлено около 400 экз. этой станции, которые были размещены во многих точках земного шара (1960-е годы).

(jpg, 197 Kб)

Размещение цифровых магнитовариационных станций ИЗМИРАН

1960-е годы: Мурманское отделение ИЗМИРАН (позже преобразованное в Полярный геофизический Институт) участвует в международных программах исследования Солнца; установленный на станции Венера-1 магнитометр впервые измеряет магнитное поле иной планеты. Институт принимает деятельное участие в программах исследования плазмы, а также в работе советских дрейфующих станций «Северный полюс». В 1965 году образована Калининградская Комплексная магнитно-ионосферная обсерватория (КМИО), впоследствии вошедшая в состав Западного отделения ИЗМИРАН. Создается сеть станций космических лучей.

Начиная с первых полетов людей в космос, ИЗМИРАН участвовал в прогнозе солнечной активности и обеспечении радиационой безопасности полетов космонавтов.

В ИЗМИРАН были свои космонавты! Об этой удивительной странице истории рассказывает Рудольф Алексеевич Гуляев, в те годы научный сотрудник, затем зав. лабораторией. Эти космонавты не летали, но имели такую возможность. После полета Гагарина многие научные работники писали письма Хрущеву и президенту АН СССР — хотели присоединиться к отряду космонавтов. В 1965 году президент Академии М.В. Келдыш согласился с этой идеей, в несколько академических институтов и в МГУ были разосланы запросы. 7 человек из ИЗМИРАН вызвали в научно-исследовательский авиационный госпиталь, подвергли там испытаниям в барокамере, центрифуге и т.д. — четверо отсеялись. В результате научные сотрудники ИЗМИРАН Ординард Пантелеймонович Коломийцев, Марс Нургалиевич Фаткуллин и я, а также Валентин Гаврилович Ершов, сотрудник Института прикладной математики и профессор Георгий Петрович Катыс из Московского института радиотехники — были первой группой космонавтов Академии наук. В 1967 году нас вызвали в Звездный городок и за год мы прошли там полный курс общей космической подготовки, включая полеты на истребителях, парашютные прыжки, центрифуги, барокамеры и т.д. Но умер Сергей Павлович Королев, поддерживавший идею космонавтов АН СССР, у Мстислава Всеволодовича Келдыша начались проблемы со здоровьем, словом, мы остались без покровительства, а авиационное командование пыталось нас отстранить. Нас вызвали на повторное медобследование и вынесли заключение, что мы все пятеро не годимся. Так мы никуда и не полетели.

Продолжаем знакомиться с работами. Впервые выполнены исследования магнитосферы Земли в высоких широтах с дневной и ночной стороны — было впервые доказано существование внеионосферного токового кольца «спокойной магнитосферы» на расстояниях 3-6 земных радиусов. Измерена напряженность магнитного поля в ближайшей окрестности Луны. Показано, что Венера не обладает значительным собственным магнитным полем (1965-67). ИЗМИРАН выдвигает идею, что магнитные поля в плазме Солнца представляют собой иерархию самоподобных элементов-фракталов — и это стало новой парадигмой в понимании не только природы магнетизма Солнца, но и космоса в его многообразии (1968).

(jpg, 104 Kб)

Осуществлен первый советский ракетный эксперимент по искусственной инжекции электронов в ионосфере («Зарница-I»), в ходе которого наблюдалось искусственное Полярное сияние (1973). Рассказывает Владимир Сергеевич Докукин: работаю в Институте 51 год, все эксперименты в космосе были достаточно яркими, это часть нашей жизни. Но хорошо помню самый первый эксперимент: генерация искусственного Полярного сияния — с помощью электронного пучка из электронной пушки мы создавали искусственные Полярные сияния в верхних слоях атмосферы. Здесь на выставке пушка представлена. Мы не повторяли работы американцев, все наши результаты были оригинальными, комплекса неполноценности у нас нет.

В 70-х годах Институт проводил эксперименты в космосе с использованием ракет, запуски которых осуществлял ИКИ АН СССР, участвовал в международных исследованиях ионосферы методами импульсного зондирования — с помощью высотных аэростатов и ракет, затем со спутников серии «Интеркосмос» (проекты «Интеркосмос-19», «Космос-1809» и др.): изучались эффекты, возникающие в ионосфере и магнитосфере Земли при инжекции частиц с борта ракет или ИСЗ — это выдающиеся проекты!

Впервые измерен эффект ионосферной экваториальной электроструи в области над ионосферой и ее индукционный эффект в Земле (1970); на основе наблюдений на магнитографе ИЗМИРАН обнаружены колебания магнитного поля с периодами около 3 минут; обнаружено магнитное поле планеты Марс с дипольным моментом 2,5x1022 Гс см3(1971).

(jpg, 176 Kб)

1970-е годы: на космических станциях программы Марс постоянно устанавливаются приборы для изучения магнитного поля Марса, продолжаются исследования Луны и Венеры. В 1975 году во время полета космических кораблей «Союз» и «Аполлон» (СССР-США) по предложению ИЗМИРАН был успешно произведен первый в мире внеатмосферный эксперимент по наблюдению искусственного солнечного затмения — эксперимент оказался самым интересным и оригинальным. Обнаружено существование магнитного шлейфа на ночной стороне Венеры (1975). Строятся мировые карты магнитного поля Земли эпохи 1975-1985 гг. с использованием всей информации наземных, морских и спутниковых измерений.

Впервые изучены свойства искусственных магнитных возмущений при проведении эксперимента «Хибины» на Кольском полуострове (1976-1980). Проведены высокоточные измерения распределения напряженностей электрического поля в толще морской воды — от поверхности до больших глубин (1977).

Разработан в Институте, создан и принят к внедрению в Минздраве СССР магнитометр-градиентометр высокой чувствительности, предназначенный для измерений магнитных полей живых организмов (1981). Проводятся геофизические и астрофизические исследования, тесно связанные с направлениями современной физики — физикой плазмы, радиофизикой, ядерной физикой (1980-1989). В 1980-х Институт проводит исследовательские программы с учеными Франции, Болгарии, Чехословакии и США. Приборы ИЗМИРАН устанавливаются на орбитальные станции Салют и Мир, а также аппараты Вега. Проведены измерения магнитного поля вблизи кометы Галлея (1986).

Особо нужно сказать об искусственных спутниках Земли АПЭКС (APEX — Active Plasma Experiments). Эксперименты проводились на аппаратах «Интеркосмос-25» (1991,1992-1999). Это — проведение плазменного эксперимента по исследованию эффектов искусственного воздействия модулированных электронных и ионных пучков на ионосферу и магнитосферу Земли; более глубокое изучение электродинамической связи авроральных ионосферы и магнитосферы.

(jpg, 94 Kб)

Рассказывает академик РАН Л.М. Зеленый, вице-президент РАН (2013-2017), директор Института космических исследований РАН (2002-2017). ИЗМИРАН был лидером такого направления, которое сейчас, к сожалению, почти исчезло, потому что оказалось сложным. И это не очень понятно. На этой Выставке представлена целая линейка экспонатов, которые говорят об активных экспериментах в космосе. И эксперимент АПЭКС, которым занимался Институт, произвел очень большое впечатление, хотя и оказался последним в этой серии. Я много лет призывал к продолжению эксперимента АПЭКС, по разным причинам этого не получилось. Ведь это эксперименты еще советского времени, в российское время денег стало мало, их стали тратить на другие направления, даже в космосе. А ведь ИЗМИРАН в свое время стал лидером-основателем данного направления — и в Советском Союзе, и в мире. Проводились и ракетные, и спутниковые эксперименты, в том числе международные — эту славную страницу истории надо помнить, хотя она не совсем отражена на выставке. То, что есть в названии Института — этим занимаются многие другие лаборатории мира. Но эксперименты АПЭКС делали только они!

(jpg, 215 Kб)

Cоздан банк данных измерений геомагнитного поля с ХVI века до наших дней — cовместно с Главным вычислительным центром ЦСУ (1983). Опубликован первый в мировой практике «Атлас магнитных карт Балтийского моря»: пространственно-временное распределение составляющих магнитного поля Земли, его вековые вариации, геологическое строение дна Балтийского моря (1998).

ИЗМИРАН — в международном проекте по изучению взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой Земли Интербол (1994). Обнаружена новая составляющая излучения солнечной короны («S-корона»), связанная с сублимацией межпланетной пыли в околосолнечном пространстве (1998).

С 1994 года Институт участвует в программе околоземных наблюдений Солнца КОРОНАС — Комплексные ОРбитальные Околоземные Наблюдения Активности Солнца. В рамках Федеральной космической программы ИЗМИРАН в кооперации с ведущими научными организациями (ФИАН, ИКИ РАН, ФТИ РАН, НИИЯФ МГУ, МИФИ, ИПГ и др.) реализовал крупный международный проект КОРОНАС-Ф (2001-2005) по изучению Солнца и воздействию его активности на Землю; проект удостоен премии Правительства РФ. Запущен малый космический аппарат «Компас-2» для регистрации аномальных явлений в ионосфере, связанных с природными и техногенными катастрофами, а также с процессами, которые могут являться предвестниками землетрясений (2006).

Велись исследования геоэлектрических характеристик земной коры, поиска нефтегазоносных и железорудных месторождений на площади до 200 000 км2(2007), проведены ионосферные космические эксперименты на борту РС МКС (2008), проводились исследования внутренней гелиосферы и Солнца с близких расстояний, зондирование лунного грунта с Лунохода, изучение пыли (2009). К большому сожалению, задерживается реализация разработанного проекта «Интергелиозонд» для внеэклиптических наблюдений Солнца и с малых расстояний. ИЗМИРАН и сегодня продолжает активно участвовать в подготовке новых космических проектов по изучению солнечной активности и ее влиянию на Землю.

— Владимир Дмитриевич, скажите — какой из экспонатов выставки лично вам ближе всего?

— Будучи патриотом ИЗМИРАН, подвожу вас к портрету Николая Васильевича Пушкова. Институт всем обязан этому человеку — организатору и первому его директору в течение почти тридцати лет (1940-1969). Н.В. Пушков — Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, лауреат Ленинской премии, кавалер трех орденов Трудового Красного Знамени, ордена «Знак Почета».

(jpg, 132 Kб)

С 1926 года он учился на физико-математическом факультете МГУ, далее обосновал гипотезу, которая по сей день является основанием для новых разработок и открытий: магнетизм Земли и небесных тел определяют фундаментальные свойства Земли, Солнца, планет Солнечной системы. Эта догадка была сформулирована в диссертации аспиранта Н.В. Пушкова, который после защиты кандидатской стал старшим научным сотрудником Слуцкой магнитной обсерватории. Далее в 30-е годы он возглавлял Магнитную обсерваторию, к которой позже присоединились Ленинградское отделение «Мировой магнитной съемки» и ионосферная станция. Он не только создал Институт, но фактически создал и этот наукоград в Троицке, где сейчас действует десяток научных учреждений очень высокого уровня.

Н.В. Пушков признан как один из самых талантливых организаторов современной науки — причем, не только у нас, но и в странах, проводящих исследования в области планетарной геофизики и солнечно-земной физики. С его именем связано новое направление комплексных исследований геомагнетизма: создан первый в мире магнитометр на космическом корабле, поставлены регулярные измерения магнитных полей на Солнце, организована комплексная экспедиция в Мурманск (где затем был основан Полярный Геофизический Институт), построены семнадцать комплексных геофизических обсерваторий по всей территории страны — от Уссурийска до Калининграда. На здании Института и в городе установлены памятные доски Н.В. Пушкова, его именем у нас в Троицке названа одна из улиц, здесь на открытии выставки присутствует Н.А. Тимошенко — директор школы-гимназии им. Н.В. Пушкова, он — почетный гражданин Троицка.

В памяти ученых ИЗМИРАН — его исключительная честность и огромная требовательность к самому себе. Сейчас в городе Троицке сооружается памятник Николаю Васильевичу Пушкову.

— Перечислено много достижений Института, но ведь есть и нерешенные проблемы…

К.ф.-м.н. А.И. Рез, ученый секретарь ИЗМИРАН. Работаю в Институте с 1989 года и свидетельствую, что наш Институт более-менее спокойно преодолел и перестройку, и 90-годы — потому что мы в это время были задействованы в космических проектах Роскосмоса, т.е. финансирование шло, некая «подушка безопасности». Сейчас, честно говоря, все не так быстро развивается, как хотелось бы. Теперь о проблеме — она общая для многих институтов Российской академии наук, в том числе и для институтов Троицка — очень серьезная проблема молодежи. Вроде бы мы всегда чисто территориально были на отшибе — но посмотрите, в 1960-е годы Институту разрешалось принимать в аспирантуру до 25 человек! Некоторые говорят, что вопрос снимется, когда метро дойдет до Троицка — может быть, частично решится. Если к тому времени вообще останется заинтересованная молодежь…

Рассказывает зав. сектором полярных геофизических исследований д.ф.-м.н. А.И. Зайцев. Когда в 60-е годы я пришел на работу в ИЗМИРАН в Троицке была открыта десятилетка, первоначально мы, как сотрудники Института там прибирали, строили. Я тогда занимался геофизическим полигоном в Антарктиде. С 1 сентября, когда начались занятия, мне поручили организовать в школе радиокружок и с тех пор в этой школе существует коллективная радиостанция — ребята на научном оборудовании, начиная с детекторного приемника и кончая современными приборами, всегда занимались экспериментальной физикой и земным магнетизмом. Нас в школу приходило по 10-15 человек молодых специалистов и сейчас это традиция продолжается. В Троицке есть школьный Центр космической связи. Ребята хорошо знают работы радиофизиков ИЗМИРАН, это на школьных уроках используется как великолепный учебный материал, прямо-таки на мировом уровне. Школа собирает музейные информационные ценности.

(jpg, 227 Kб)

Рассказывает Н.А. Тимошенко, директор школы-гимназии им. Н.В. Пушкова. Коллективы классов часто бывают в ИЗМИРАН, мы видели многие научные материалы, много читали, однако, признаюсь, сегодня эта Выставка просто поразила. Мы будем сюда возить детей, чтобы познакомить с экспозицией. Дружба нашей гимназии и ИЗМИРАН — не на словах, эта дружба в десятилетиях подкреплена реальными делами. В самые трудные времена, мы были тогда в Московской области, порой финансирования практически не было — сколько раз нас выручали, плечо нам подставляло руководство Института. И это не только материальная помощь! Представьте себе, научные сотрудники работают над такими глобальными проблемами, но они приходят в школу, рассказывают детям об исследованиях, являются членами жюри самых разных конкурсов. И вот что нас объединяет спустя эти десятилетия — наши дети очень увлечены космосом, мы очень близки по духу. Начинали с малого — проводили школьные мероприятия, потом — городские, потом — московские, потом — всероссийские, а сейчас у этих мероприятий уже международный уровень. Мы представили все доказательства, которые смогли собрать, и в 2006 году получили документ за подписью губернатора, что гимназии присвоено имя Николая Васильевича Пушкова. Будем и дальше работать вместе!

(jpg, 167 Kб)

И.А. Урмина. Проблема с молодежным пополнением науки очень серьезна не только для ИЗМИРАН. Современное поколение перешло на визуальные технологии, а для того чтобы объяснить то, что здесь на Выставке перед нашими глазами, объяснить подобные проекты мирового значения — требуется то, что всегда столетиями было — общение поколений между собой. Прекрасно, что гимназия еще на школьной скамье начинает готовить научные кадры. И мы, коллектив Архива РАН, который владеет уникальными научными документами, хотели бы продолжить это направление, давать все необходимые прямые и доходчивые объяснения новому поколению. Думаю, это надо делать вместе, объединив усилия!

Завершает рассказ о прославленном институте В.Д. Кузнецов. Вы спрашивали о проблемах — они, конечно, есть. Если сопоставлять с мировыми центрами геофизических исследований, то мы находимся на уровне, однако отстаем в части средств космических наблюдений. Поясню. Если говорить о влиянии на Землю космической погоды, то начинать наблюдения должны с Солнца — тогда мы знаем, что будет в околоземном пространстве. А как наблюдать Солнце? Наша обсерватория позволяет вести наблюдения днем, ночью же мы ничего не видим. А если именно ночью на Солнце произошла вспышка? Получается, что мы этого не знаем. Следовательно, нужны космические аппараты, которые непрерывно день-ночь ведут наблюдение космической погоды из космоса, в том числе — непрерывно смотрят на Солнце. Чтобы мы в любой момент знали, что там происходит — потому что запуски ракетоносителей делаются именно на прогнозах, каково состояние атмосферы и ионосферы. А у нас нет спутников, которые наблюдают Солнце! Следовательно, мы берем данные из интернета — а это, в основном, данные американских и европейских спутников. Эти данные открыты, они доступны, потому что все наши коллеги в мире понимают, что безопасность в космосе единая. Но! — В любой момент эти данные могут быть закрыты.

Далее. Думаю, что Академия наук держит правильную линию: наука — это не услуги, как было сказано, мы все это помним, это — не парикмахерская, где оказываются услуги. В научных учреждениях добываются новые знания — это творческий труд, и потому сводить к услугам, оценивать научные результаты только по количественными показателями — не совсем правильно. Сейчас от нас требуют количество статей и при этом никого не интересует содержание. А раньше, как всем известно, важны были результаты. Когда создавался и потом поднимался наш Институт, просто давали деньги на науку — и все работало! Были Нобелевские премии советских ученых и были достижения. Просто давали свободу ученым, и они творили. В то время создавали научные городки — потому что было понимание: на обучение, на подъем ученого государство тратит много денег, значит, чтобы была отдача, ученый должен работать, т.е. иметь возможность себя полностью реализовать. Говорили: вот вам Академгородок, вот вам жилье. Скажем, в наш Троицк научные сотрудники приехали из разных точек страны, потому что тут давали жилье — разумеется, сначала было общежитие. Но было понимание: нужно создавать условия, чтобы ученые работали! И был престиж науки, и зарплата была хорошая, которую раньше было не так просто найти. Да, сейчас зарплату повысили, но с определенными условиями — нужно большое число публикаций и т.д. Но сегодня человек, чтобы получать такую зарплату как в науке, может уйти из науки, образно говоря, влево-вправо, уйти в бизнес, уехать за границу… Все это при организации науки нужно учитывать. И, наконец, считаю, что наукой должны руководить ученые, которые понимают суть научного поиска, прошли этот путь.

Итак, хотя, как я сказал, в части наблюдательных средств мы отстаем, тем не менее, все приборы у нас имеются и что касается самой науки, понимания — наш Институт находится на мировом уровне. В Институте работает 50 докторов наук и более 100 кандидатов наук при общей численности порядка 400 человек — сопоставим: после войны в Институте работали только один доктор наук и пять кандидатов наук.

Значение нашей работы только растет. С техническим прогрессом различные сферы человеческой деятельности на Земле и в космосе все больше подвергаются воздействию солнечной активности, факторов космической погоды — отсюда торможение спутников и МКС, выход из строя электронного оборудования спутников, сбои в протяженных линиях электропередач, линиях связи и трубопроводах в периоды магнитных бурь на Земле. А во время вспышек на Солнце — происходит нарушение радиосвязи и точности навигационных сигналов GPS и ГЛОНАСС, возрастает радиационная опасность космонавтов и т.д. ИЗМИРАН изучает такие глобальные системы — Солнце, гелиосфера, магнитосфера и ионосфера Земли. Непрерывно ведем наблюдения и измерения, разрабатываем методики их проведения, работаем с большими массивами разнородных данных, проводим целенаправленные эксперименты, подкрепляемые теоретическими работами в области радиофизики, астрофизики, физики плазмы и магнитных явлений. Информация ИЗМИРАН о прогнозах космической погоды используется для запуска ракетоносителей на космодромах Байконур и Плесецк, для управления Международной космической станцией и спутниками, для контроля за состоянием больных пациентов в медицинских учреждениях в периоды магнитных бурь — ежедневно к нам за такой информацией обращается более 1500 пользователей.

(jpg, 141 Kб)

ИЗМИРАН участвует в программе космических экспериментов на борту Российского сегмента Международной космической станции.

* * *

При открытии Выставки в Архиве РАН с приветственным словом выступил кандидат культурологии ВРИО директора Архива РАН А.В. Работкевич. В исполнении дипломанта, лауреата, победителя вокальных конкурсов солистки Светланы Полетаевой прозвучали произведения вокальной классики.

 

Подготовил Сергей Шаракшанэ

©РАН 2020