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 С.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 С.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 диагносцировать 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
Г.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.