Константин Маскаев

Время романтиков и энтузиастов никогда не пройдет. Хотя бы потому, что мечта и молодость - те два крыла, которые влекут человечество к реализации самых нетривиальных вариантов условного завтра. Мечта преодолеть земное притяжение. Мечта поселиться на какой-нибудь ближайшей планете. Для начала. Мечта заглянуть в дальний космос...

По космическим меркам, мы шагнули не так далеко. Не далее расстояния орбиты Луны - если говорить о человеке. И “всего” на 20 миллиардов и 200 миллионов километров от Солнца, если говорить о рукотворном объекте. Речь о космическом аппарате “Вояджер 1”, который НАСА запустило 5 сентября 1977 года, чтобы через пять лет после старта сфотографировать с него Юпитер и Сатурн. Но “Вояджер 1”, выполнив первое задание, продолжает полет, все удаляясь и удаляясь от своих создателей. Теперь он помогает определить границы Солнечной системы, давно, впрочем, покинув ее. Расстояние, на которое улетел “Вояджер 1” теперь, луч света преодолевает за 18 часов 42 минуты и 45 секунд (по данным на 18 мая 2016 года).
Но и мысль, и главное - взор человека простираются куда дальше! На совершенно невообразимую с позиции обывательских представлений даль дальнюю. Например, самый отдаленный от нас объект в январе 2011 года удалось заснять космическому телескопу «Хаббл». Это настолько древняя галактика, что ее свету требуется 13,2 миллиарда лет, чтобы добраться до Солнечной системы и наших глаз! То есть рукотворные “линзы” - оптические, рентгеновские и радиологические телескопы на планете и вне ее позволяют пока хотя бы наблюдать и изучать, в том числе объекты дальнего космоса - в поисках извечных вопросов о том, кто мы, откуда и зачем пришли в этот мир, и куда, возможно, рано или поздно отправимся, влекомые мечтой или необходимостью.
Эта любопытная и несколько пафосная преамбула для того, чтобы рассказать о роли нашей страны, Казахстана, в этом мировом, чрезвычайно важном и, не побоюсь этого слова, вселенском процессе.

Уникальный радиополигон “Орбита” круглосуточно следит за Солнцем

А что звезда
для казахстанца?
Дело в том, что некоторое время назад в Тянь-Шаньской астрономической обсерватории (ТШАО) под (или точнее - над) Алматы стали наблюдать подзабытую было активность: башни телескопов ожили! И жаль, и в то же время отрадно, что загадочная и фантастически притягательная территория вновь стала “режимным” стратегическим объектом: чужих и случайных сюда стараются не пускать. После запустения 90-х здесь вновь, как и полвека назад, внимательно, только на более высоком и качественном технологическом уровне вглядываются в звездное небо.
Но прежде следует напомнить, что в далеком и тревожном сентябре 1941 года в Алма-Ату эвакуировали группу астрономов, физиков, геофизиков из Москвы и Ленинграда. Они присоединились к ранее прибывшим сюда астрофизикам, которые к тому времени уже обнаружили в горах Заилийского Алатау почти идеальные условия для наблюдения за звездным небом. Отсюда берет начало Институт астрономии и физики Казахстанского филиала АН СССР, ставший впоследствии Астрофизическим институтом Академии наук Казахской ССР и затем названный именем основателя, одного из основоположников астрофизики академика Василия Григорьевича Фесенкова (ныне - АФИФ).
Расположившаяся на высоте 2700 метров над уровнем моря, обсерватория даже тогда позволила ученым делать качественные снимки. А город у подножия гор был не настолько ярко освещен по ночам, чтобы давать “засветы”, которые могли бы помешать наблюдениям.
Со временем эта лаборатория пережила несколько этапов модернизации. Да вот с последней из масштабных в конце минувшего века вышла незадача: с 90-х ни один из двух телескопов ТШАО не работал. Механика и электроника управления обветшали и вышли из строя, а деталей для ремонта приобрести было не на что, а подчас и негде: в то время завод в ГДР переживал не лучшие времена, примеряя на себя кафтан буржуазной Германии.
Затем наиболее приземленные персонажи во власти стали задаваться вопросами вроде таких: насколько лучше станет жизнь простого казахстанца, если астроном откроет новую звезду или обнаружит комету? Это теперь, хотя бы с уводом средств связи в космос, они несколько ослабили скепсис и обнаружили хоть какой-то интерес. Но о кометах и астероидах до сих пор судят по голливудским сценариям. Им невдомек, что только благодаря этим двум обсерваториям да строящейся Асы-Тургеньской обсерватории Казахстан занял исключительную позицию в международном сообществе стран, которые сегодня пишут историю человечества на десятки лет вперед.

Астроном-наблюдатель Анатолий Кусакин - охотник за гамма-всплесками

Гамма-всплеск -

это очень круто
Два года назад удалось запустить цейсовский - производства немецкой компании Carl Zeiss - телескоп диаметром зеркала один метр. Но в современных реалиях было куда более актуальным снабдить этот и другие телескопы современными средствами записи и передачи данных: время, когда поведение звезд фиксировали на фотопленку, безвозвратно ушло. Прежние способы перестали успевать за потребностями.
Теперь происходит так, что астроном-наблюдатель может получить смс с упомянутого выше “Хаббла” или Международной космической станции (МКС) о произошедшем в космосе явлении и нацелить на него метровый “цейс” под Алматы!
Но что еще более важно: казахстанский астроном может оказаться и тем единственным, кто вообще сумеет пронаблюдать и заснять явление в конкретный промежуток времени! Хотя бы потому, что больше нигде на планете не будет погоды! Так было. Так бывает довольно часто.
Например, в минувшем году астроном-наблюдатель, кандидат физико-математических наук Анатолий Васильевич Кусакин охотился за последствиями гамма-всплеска - эффекта, одним из объяснений которого является слабое свечение, оставшееся после того, как черная дыра “полакомилась” каким-то чужим и неведомым нам далеким светилом: звезда пролетала мимо, а ее “сожрали”. Что вызвало фантастическую по своим масштабам вспышку. Сколько на это потребовалось? Минут шесть. За всплеском последовало долго живущее “послесвечение” - как последний выдох той звезды, который длится неделю и чуть больше.
За несколько дней до этого очень нестандартный гамма-всплеск зафиксировал орбитальный телескоп Swift, посредством смс автоматически сообщил о событии “подписанным” на рассылку астрономам, после чего те, понятно, кинулись к телескопам: такое случается крайне редко.
“Наш” гамма-всплеск должны были наблюдать из Аризоны, Европы, Крыма, Сибири... Но благоприятная погода в эти дни стояла только в Заилийском Алатау. Потому регистрацию события важно будет получить именно из Казахстана. И это лишь один пример - как иллюстрация того весомого вклада в мировую науку, который по крупицам собирают обсерватории по всему миру. И Тянь-Шаньская - одна из них, примерно двадцати обсерваторий такого уровня.
И наша оказалась равной среди достойных - как звено в общей цепи наблюдений. Во всяком случае другой настолько удачно расположенной обсерватории в центре материка пока просто нет.

Главное -
не останавливаться
По возможности наблюдать желательно непрерывно. Понятно, что существует цикличность темного времени суток - астрономы трудятся ночами. Но если в другой точке земного шара другие астрономы перехватывают эту эстафету, формируется более детальный материал для изучения. Поэтому астрономы, говоря простым языком, “кучкуются” по интересующим темам и объединяют результаты. Или просят коллег понаблюдать за тем или иным явлением, событием. В этом смысле астрономия собирает людей, несмотря на границы.
И с возвращением ТШАО мировая астрофизика получила возможность вести наблюдения какого-то интересующего объекта практически непрерывно. К тому же в небесной лаборатории АФИФ уже два метровых телескопа. Они почти близнецы, расположенные под белыми куполами восточной и западной башен. Отличаются они фокусными расстояниями. У восточного оно 6,5 метра, у западного собрата - 13,5 метра. Сравните: фокусное расстояние самых мощных и наиболее дорогих профессиональных фотообъективов - до 1800 миллиметров.
На восточном установлена ПЗС-матрица размером 40 на 40 миллиметров, а ее “затвор” позволяет делать до 40 снимков в секунду. А в текущем году, надеются в институте, к телескопам ТШАО добавится и полутораметровый “глаз” на плато Асы.
- Мы можем получать фотографии космических объектов при максимальной выдержке шесть тысяч секунд (1,66 часа. - “НП”), - разъясняет руководитель отдела поддержки телескопов АФИФ Максим Кругов. - Невооруженный человеческий зрачок в темноте может различить объекты до шестой звездной величины. Метровое зеркало нашего телескопа за полтора часа может собрать в фотоприемник такое количество фотонов, что мы способны фиксировать источник излучения яркостью до 23-й звездной величины. Для сравнения. В 1975 году Советский Союз запустил шестиметровый телескоп. Предельная звездная величина, которую он мог осилить, равнялась 21. Прорывные технологии сегодняшнего дня повысили чувствительность, позволяют нам получать более детальные снимки даже на нашем “метре”. На том самом, что и на момент создания был далеко не “игрушкой”.
О звездных величинах. Это характеристика яркости объекта. Чем числовой параметр меньше, тем объект ярче. Например, свечение спутника KazSat-2 в безоблачном небе соответствует примерно 11-й звездной величине. А звездные величины Солнца и полной Луны выражаются отрицательными числами: -27 и -13. Самая яркая звезда северного неба - Вега, ее звездная величина - ноль.
Возможность провести модернизацию и автоматизацию восточного телескопа появилась в 2013-м. Затем занялись западным. Теперь оба снабжены новейшими системами, которые даже позволяют управлять наблюдениями дистанционно, из любой точки мира - был бы интернет и код доступа. Правда, пока это в теории. Нужен широкополосный канал до города. Но за его прокладку оператор просит немалые средства. Поэтому астрофизики пользуются интернетом через спутник. Канал хоть и узенький, но зато свой. Позволяет “рулить” телескопами из уютного отапливаемого помещения неподалеку и медленно, но стабильно выгружать полученные данные во внешний мир.
О теплом помещении нельзя не сказать вот почему. Наблюдения ведутся преимущественно ночью. В горах, где даже летом чаще всего холодно и может выпасть снег. Тем более в темное время суток. Находиться по восемь-десять часов в бетонной башне, “крышу” которой сдвигают набок, чтобы обнажить небо, - невыносимо холодно. Раньше астрофизики так и работали. Как полярники кутались в тулупы и валенки, что, впрочем, не избавляло их от хронических проблем со здоровьем. Теперь условия куда комфортней, позволяют сосредоточиться на работе и внести еще больший вклад в мировую копилку знаний о космосе.
Именно здесь в 1969 году открыли комету 67Р/Чурюмова-Герасименко. Но открытие и весь комплекс наблюдений и работ, которые произвели следом, останутся уникальными на ближайшие десятилетия. Хотя бы потому, что в ноябре 2014 года европейский космический аппарат “Розетта” доставил к комете модуль “Фила”, который удалось посадить на несущееся в космосе небесное тело и получить ряд недоступных прежде сведений.

Как мы помогаем
и Европе, и Америке
И сейчас президент НЦКИТ “Казкосмос” Чингиз Омаров может уверенно говорить, что обсерватории АФИФ заполнили “темное пятно” между Европой и Америкой.
- Отсюда мы ведем те наблюдения, которые ни одна страна в мире не может вести. И ни одна страна в мире не сможет получить таких данных, как в этой обсерватории. Казахстан сегодня - это одна из тех стран, которые развивают космическую деятельность, и очень важно иметь обсерваторию. Нам в этом плане повезло. Обсерватории в Центральной Азии, к сожалению, находятся не в таком хорошем состоянии. У нас заключены меморандумы и развиваются отношения с Россией, Китаем, США, Японией и другими странами мира. В Казахстане вы не найдете ни одного объекта в горах, который обладает такой прекрасной инфраструктурой, высокими технологиями и великолепными возможностями.
В 2012 году на конгрессе Международного астрономического союза (МАС), который проходил в Пекине, Казахстан официально приняли в МАС. Мировое признание состоялось.
Еще один любопытный объект ТШАО - 12-метровый радиотелескоп полигона “Орбита”, который неотрывно следует за Солнцем, стоит ему появиться из-за горизонта, в течение дня провожает его до западного горизонта и тут же нацеливается на точку ожидания на востоке - до следующего утра. И так - ежесуточно. Облачность и осадки этому телескопу не создают таких помех, как оптическим собратьям. “Орбита” регистрирует радиоизлучения Солнца и может принимать сигналы со спутников.
Радиополигон - единственный пункт наблюдения за радиоизлучением Солнца в этой части нашей планеты. В мае 2011 года радиотелескоп полигона “Орбита” оснастили солнечным спектрографом e-Callisto, что расширило возможности ученых. Теперь они работают в составе международной сети наблюдений Солнца, организованной Институтом астрономии в Цюрихе, включающей 24 пункта, в том числе в Бельгии, Бразилии, Ирландии, России, США, Финляндии, Чехии, Швейцарии и других странах.
Именно на радиополигоне “Орбита” первыми узнают о вспышках на нашем ближайшем светиле, его активности и могут предупредить, например, о возможном изменении самочувствия у метеозависимых людей. Но это, понятно, не то главное, ради чего антенна радиотелескопа вглядывается в солнечный диск. “Орбита” помогает составить прогноз “космической погоды”. Ее состояние нужно учитывать при эксплуатации оборудования, установленного на спутниках.

Мусор, он
и в космосе - мусор
Отдельно следует сказать о мусоре. О космическом мусоре, понятно. Один из метровых телескопов ТШАО позволяет хорошо наблюдать эти искусственные спутники Земли и малоразмерные объекты.
Почему это актуально? История запусков искусственных аппаратов с Земли, как известно, началась 4 октября 1957 года, когда СССР вывел в космос первый ИСЗ - искусственный спутник Земли. За 57 последующих лет на различные орбиты выведены десятки тысяч аппаратов.
Часть спутников выполнила свою миссию, завершила работу или уснула по другим причинам. Часть была известна только запускающей стране. Какие-то запуски оказались неудачными. Иные взорвались, а их фрагменты разлетелись по спонтанным траекториям. И все это продолжает летать, и будет летать бесконечно долго!
Но когда мусор летает по неизвестным орбитам, это становится опасно для действующих аппаратов. Речь о спутниках различного назначения: телекоммуникационных, навигационных и других, исключительно полезных для человечества. Даже МКС вынуждена маневрировать и периодически уклоняться от возможного столкновения с космическим мусором!
Одно из направлений работы лаборатории искусственных спутников Земли - создание каталога таких малоразмерных объектов. Объекты - либо совершенно целый, но отживший аппарат, либо фрагменты обшивки, солнечных батарей, антенн... Часть их - достаточно больших по площади и малых по массе - постепенно смещается под воздействием потока солнечной энергии. Например, фрагмент обшивки в полтора-два квадратных метра весом “всего лишь” граммов 700.
Но в космосе все летает совсем не на земных скоростях: 8 и более километров в секунду! А относительная скорость при столкновении двух таких объектов - фрагмента и действующего спутника - будет в два раза выше. И даже при столкновении, условно, с чайной чашкой спутник получит значительные повреждения, выйдет из строя и сам превратится в космический мусор. Важно определить количество таких потенциально опасных объектов, создать каталог и пока хотя бы следить за ними.
Зная положение этих опасных объектов, можно свести к минимуму вероятность опасного сближения с космическим мусором. Но если не заниматься этим, то всего через 10-15 лет использование спутников превратится в проблему.
Работа в этой теме дает и научное знание. Например, наблюдая сегодня объект, выведенный на орбиту 15 лет назад, можно получить сведения о состоянии материала, из которого он изготовлен, определить степень старения и использовать это при создании аппаратов. Это важная информация, например, для материаловедов. Но главное практическое применение этих знаний - в ответе на вопрос, куда запускать спутники, на какие орбитальные эшелоны их размещать.
Сегодня наконец мы достигли понимания, что любой значимой отрасли в экономике или промышленности страны сложно полноценно развиваться без научного знания и плодов науки. Создав даже пока небольшую спутниковую группировку, Казахстан получил эффективный инструмент, который позволяет наладить связь, использовать средства навигации и дистанционное управление. Мы теперь можем видеть, что происходит в самых отдаленных уголках страны. Аграрии, военные, спасатели могут получать оперативную информацию о наводнениях или пожарах, надвигающемся погодном фронте или утечке из нефтепровода. Это тот самый мультипликативный эффект космической отрасли, о котором так загадочно говорилось прежде и который теперь мы наблюдаем и используем даже в бытовой повседневности.
НЦКИТ объединяет ведущие институты, которые занимаются научно-исследовательской, опытно-конструкторской и производственно-хозяйственной деятельностью в области космических исследований и технологий.
В состав центра входят Астрофизический институт имени В.Г. Фесенкова, Институт ионосферы, Институт космической техники и технологий, Департамент дистанционного зондирования Земли, Департамент космического материаловедения и приборостроения, научно-образовательный центр.

Фото автора