Константин Маскаев
С некоторых пор на территории Тянь-Шаньской астрономической обсерватории (ТШАО) под Алматы наблюдается подзабытая было активность. Площадку огородили, башни телескопов ожили. И собираются здесь уже не зеваки, но апологеты науки: налицо признаки действующей научной лаборатории. Поэтому, когда появилась возможность оказаться там вместе с ведущим научным сотрудником Астрофизического института имени Фесенкова астрономом-наблюдателем Анатолием Васильевичем Кусакиным, мы не стали упускать случая. Да и повод был почти уникальный: увидеть редчайшее событие, произошедшее накануне где-то далеко за пределами обывательских представлений о времени и пространстве. И мы поднялись

Гамма-всплеск
Но небу нет дела до нашего интереса. Будто специально с наступлением темноты накрыло сектор обзора белесым тюлем облачности. Многотонная створка восточной башни телескопа медленно наползла и отрезала обсерваторию от внешнего мира.
- Подождем... - словно сулит Кусакин. - Так бывает. К полуночи, может, станет ясно...
Ясное небо ему нужно, пожалуй, как никому другому на этой планете. Он один, кому, быть может, именно сегодня улыбнется удача, и он получит серию снимков редчайшего явления - последствия гамма-всплеска. Эффекта, одним из объяснений которого является слабое свечение, оставшееся после того, как черная дыра полакомилась каким-то чужим и неведомым нам далеким Солнцем: 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 пример весомого вклада в мировую науку, который по крупицам собирают обсерватории по всему миру. И Тянь-Шанькая - одна из них. Поэтому Кусакин и рад, и сосредоточен. С недавних пор два однометровых телескопа Тянь-Шаньской обсерватории снова сканируют Вселенную. Простояли эти два ценнейших 1000-миллиметровых “цейса” почти 20 лет без дела, но сохранились, что, пожалуй, самое важное сейчас. И что можно поставить в заслугу персоналу и руководству АФИФ и Национального центра космических исследований и технологий. Сберегли.
В начале девяностых вышла из строя венгерская система управления телескопами “Вилати”, а деталей для ремонта не было. Работы по приведению в рабочее состояние “Восточного” метрового телескопа начали в 2010 году. Окончательно модернизировали в прошлом году, уже с применением самых современных технологий и программного обеспечения. Несколько месяцев назад аналогичные работы провели на “западе” - втором метровом телескопе. “Восточным” и “западным” их называют для удобства - по географическому расположению относительно друг друга.
Систему заменили новейшей. Она даже позволила оставить телескопы наедине с небом и увести людей из холодных башен (ночью в горах температуры, как известно, низкие даже летом). Теперь наблюдатели работают в отапливаемом помещении рядом, с помощью компьютера контролируют процесс, ведут съемку, перенацеливают аппараты на требуемые объекты. Система позволяет управлять и вести наблюдение, даже находясь в Алматы. Но главное - телескопы снабдили ПЗС-матрицами высокого разрешения. Это позволяет снимать объекты в различных режимах и задавать особые параметры.
Об этом я узнаю, пока мы, как моряки, “ждем у моря погоды”. Только мы ждем у неба.
- Благодаря изучению гамма-всплесков, исследованию различных переменных звезд и других явлений мы вносим посильную лепту в мировое знание, - разъясняет Анатолий Васильевич. - Меня это очень радует, поскольку полученные нами результаты выходят в сферу интересов на мировом уровне, с ними знакомятся, их цитируют, используют. В этом смысле мы хорошо смотримся.
Сейчас его любимая тема - исследовать отдельные участки Млечного Пути, чтобы там открывать новые переменные звезды. Работа ведется в содружестве с коллегами из Института астрономии РАН. Почему на Западе этим пока не занимаются? - спрашивает он меня и поясняет: они, как повелось, любят снимать сливки, а то, о чем он говорит, требует кропотливой работы и “ползания на брюхе”. Однако западные коллеги сделали богатый обзор южного и северного Неба автоматическими телескопами и открыли тысячи новых переменных звезд. Эти результаты опубликованы и доступны для исследователей. И в этих материалах многое еще не изучено. А открывать новые переменные звезды очень полезно и интересно. Это дает возможность проникнуть внутрь физики звезды. А вот Млечный Путь пока, извините, им слабо! Тут звездочки очень плотно сидят. Тут нужны метровый телескоп и достаточная разрешающая способность матрицы. Как раз та, что теперь есть у ТШАО.
А есть еще такие переменные звезды - цефеиды, “маяки” Вселенной. И если мы из ста переменных звезд откроем одну цефеиду, то по ее блеску мы можем определить расстояние внутри Млечного пути! А это - еще одна глава в изучении строения нашей галактики Milky Way. Правда, чтобы уточнить устройство, таких звездочек надо набрать несколько сотен... Чем больше таких данных получат, тем точнее смогут построить 3D-модель Млечного пути. И в том числе ради этого два метровых телескопа Тянь-Шаньской обсерватории работают и дают отличные идеи, которые становятся ощутимым и признанным вкладом в мировую науку: в Казахстане уже подошли к пониманию, что пора возрождать астрофизическую школу.
Если подумать, какая нам выгода от успешных спортсменов, кроме престижа и гордости? Похожая ситуация и с астрономией, в том смысле, что здесь невозможно подойти с точки зрения получения прибыли. Однако не все так просто. Далеко не все понимают, что без исследования фундаментальных законов природы, мироздания невозможно движение вперед в практическом применении научных знаний. Во Вселенной происходят процессы, которые невозможно воспроизвести ни в одной из земных лабораторий. А без этого знания не может быть изобретено и изготовлено ни одно современное техническое или электронное устройство.
Кусакина же, по его выражению, “кормят” активные ядра галактик: обсерватория проводит фотометрическую поддержку спектральным исследованиям, проводимым в АФИФ в рамках международного взаимодействия. Также он исследует мультипериодические пульсирующие звезды. Наблюдает за белыми карликами. Это тоже часть его любимой темы - астросейсмологии.
- После смерти звезды иногда остается белый карлик размером, например, с Луну, но сверхплотный. Эти белые карлики существуют и могут существовать дольше, чем наша Вселенная, - с интересом слушаю я моего собеседника. - Мы наблюдали их еще в 1994 году, А сейчас вернулись к этой теме. Подключились к астросейсмологическим наблюдениям, и в течение двух сезонов очень хорошо отнаблюдали.
На упомянутом оборудовании АФИФ наши наблюдатели открыли 20 новых звезд. Да еще примерно тридцать лежат в “загашнике”, требуют дополнительных наблюдений. В начале 2014 года, например, вспыхнула сверхновая звезда в Большой медведице, и материал из Казахстана оказался весомым вкладом в мировую науку.
Звезды, как известно, рождаются и умирают. И, хотя они живут миллионы и миллиарды лет, можно наблюдать любопытные события, которые они переживают. Если, конечно, знать, куда смотреть. И когда человек приходит в астрономию молодым ученым и остается в ней по прошествии времени седым мэтром, после него остается и богатейший материал. И тем он ценнее, чем стабильнее наблюдения.
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.
Интересно, как воспринимаются эти расчертившие нашу небольшую планету линии в контексте того, что взор астронома с Тянь-Шаня способен проникнуть во Вселенную на расстояние пяти миллиардов световых лет?
Для сравнения: до Луны от нас - 360 тысяч километров. Свет пробегает их за 1,2 секунды. От Солнца - идет к нам восемь минут. Ближайшая к нам звезда - Альфа Центавра - четыре световых года. А Вега - яркая звезда северного неба - отстоит от Солнца в 25,3 световых года. До туманности Андромеды - “сестры” нашего Млечного Пути - 2,5 миллиона световых лет. И это, оказывается, все еще не так далеко! То событие, объект GRB141121A, которое Анатолий Васильевич планирует заснять - в миллиардах световых лет от нас. А свет от него только на минувшей неделе достиг Земли.
К полуночи небо, как и ожидал Кусакин, открылось! Телескоп зацепился за нужную координату и, постоянно смещаясь за небосводом, стал передавать на монитор изображение.
Я не раз слышал, что Тянь-Шаньская обсерватория на территории СССР была одной из лучших наблюдательных площадок. Таковой она и осталась. А теперь проведено ее переоснащение, и период вынужденного анабиоза в прошлом. Эти возможности нужно использовать. На Земле не так уж много действующих обсерваторий с хорошим астроклиматом. В северном полушарии - это, конечно, обсерватории на Гавайских и Канарских островах, а в Южном полушарии - чилийские обсерватории, одна из которых - Серро-Эль-Робле - создавалась в свое время ленинградскими астрономами. Так что казахстанские обсерватории - Тянь-Шаньская и Ассы-Тургеньская - находятся в очень хорошей “компании” и мало в чем уступают своим коллегам.
 Пока телескоп занимается своей незаметной работой, Кусакин рассказывает, как он “подсел” на астероиды:
- Сейчас мы должны заблаговременно знать, угрожает Земле какое-то летящее в космическом пространстве тело или нет. За недели и месяцы предвычислить его путь!
Значение знаний обо всех этих линиях апсид, квазарах, переменных и сверхновых простому человеку воспринимать довольно сложно. А поиск астероидов, разъясняет Анатолий Васильевич - это практическая помощь населению Земли. Тут нам проще обнаружить реальное прикладное значение работы астрономов. И Челябинский метеорит показал актуальность этой темы. Поэтому, какими бы наблюдениями обсерватория ни занималась, в фоновом режиме он поглядывает на небо еще и с целью обнаружить астероид. Пригодится: когда-то это может оказать реальную помощь всем нам, уверен он. И это тоже входит в список его любимых занятий. Здесь он - охотник!
Космический
мусор
Один из метровых телескопов ТШАО позволяет хорошо наблюдать искусственные спутники Земли и малоразмерные объекты. Это то, что мы называем космическим мусором искусственного происхождения. Об этом мне расскажет позже старший научный сотрудник АФИФ Андрей Комаров. Он занят в лаборатории Александра Владимировича Диденко. Сам Диденко наблюдает космические объекты земного происхождения около 40 лет. Признанный в мире авторитет по их отождествлению и идентификации.
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 оказались неудачными. Иные взорвались, а их фрагменты разлетелись по спонтанным траекториям. И все это продолжает летать, и будет летать бесконечно долго!
Но когда это летает по неизвестным орбитам, это становится опасно для действующих на геостационарных орбитах аппаратов. Речь о спутниках различного назначения, в первую очередь телекоммуникационных, навигационных и других, исключительно полезных для человечества. Даже Международная космическая станция вынуждена маневрировать и периодически уклоняться от возможного столкновения с космическим мусором.
Одно из направлений работы лаборатории искусственных спутников Земли - создание каталога таких малоразмерных объектов. Под объектами следует понимать либо совершенно целый, но отживший аппарат, либо фрагменты: куски обшивки, солнечных батарей, антенн... Часть их - достаточно больших по площади и малых по массе - постепенно смещаются 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 - составит 16 и более километров в секунду. И даже при столкновении, условно, с чайной чашкой, спутник получит значительные повреждения и выйдет из строя, а то 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 задавать такие параметры орбит при запусках, которые помогут 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.
Раньше не было средств наблюдать объекты слабее 16-й звездной величины. 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.
Благодаря так называемым ПЗС-матрицам высокого разрешения на метровых “цейсах” ТШАО можно наблюдать объекты до 22-й звездной величины!
Модернизация телескопов, без сомнения, дала толчок развитию казахстанской астрономической науки. Возможности, о которых прежде можно было только мечтать, теперь позволяют тому же Кусакину называть себя “охотником”, “охотником” за квазарами и другими событиями в дальнем-дальнем космосе. Настолько дальнем, что свет оттуда добирался до матрицы CCD-глаз его телескопа несколько миллиардов лет. Но говорит он об этом с таким азартом, что я не сомневаюсь: они с коллегами в очередной раз обязательно изловят нечто такое, что вновь заявит миру - известная с советских времен как ТШВЭ ГАИШ Тянь-Шаньская астрофизическая обсерватория живет и все так же держит в фокусе эту неисчислимую россыпь бриллиантов новых открытий на бархате ночного неба.