В обсерватории «Светлое» запустили радиотелескоп системы «Квазар-КВО»
В деревне Светлое Приозерского района сумерки прямо с утра, но радиотелескопу до этого нет дела: для радиолучей атмосфера прозрачна. «Оператору приготовиться... Поехали!» – командует директор Института прикладной астрономии РАН Дмитрий Иванов. Оператор нажимает кнопку на пульте. Радиотелескоп обсерватории «Светлое» живо поднял голову и уставился на какой-то из квазаров на окраине Вселенной.
ФОТО АВТОРА
Можно уточнить?
Квазар – quasar, или quasi-stellar radio sourse, или квазизвездный радиоисточник. На фотографиях, полученных космическим телескопом «Хаббл», квазары можно принять за звезды. Но это не звезды, а сверхмассивные черные дыры в центрах галактик. Об их мощности можно судить хотя бы по тому, что объект, расположенный в десятке миллиардов световых лет от нас, в яркости на фото не уступает звезде, которая от нас в нескольких жалких световых годах.
С вступлением в должность, РТ-13 . В Институте прикладной астрономии состоится «инаугурация» радиотелескопаКогда в 1960-х годах астрономы открыли квазары, никто бы и не подумал, что подобная «фундаменталка» будет служить практичным целям: сегодня, ориентируясь по навигатору в смартфоне, можете мысленно передать им привет. Это квазары дают нам «координатно-временное обеспечение» (КВО) – служат ориентиром как самый дальний и потому как бы неподвижный объект.
– 17 апреля 2017 года на этом месте была большая яма, – научный руководитель ИПА РАН Александр Ипатов указывает на подножие телескопа. – Тогда мы в основание фундамента заложили капсулу с текстом. Может, кто-то в будущем ее откопает и прочтет.
В тексте никаких пафосных посланий будущим поколениям, просто информация о том, что тогда-то начали строить новый телескоп. Два года назад уже была его инаугурация, как принято в международном астрономическом сообществе, – тогда радиотелескоп высотой с пятиэтажку и с зеркалом диаметром 13 м просто показывал, как может крутиться.
На вопрос, сколько эта штука стоит, астрономы задумчиво смотрят вверх, примерно в том же направлении, что и сам телескоп, и прикидывают: «Пять... шесть миллионов». Трудно назвать точную стоимость еще и потому, что РТ-13 – только элемент единой системы «Квазар-КВО». Третий. Два его брата уже четыре года работают в обсерватории «Зеленчукская» в Карачаево-Черкесии и в обсерватории «Бадары» в Бурятии. Работают синхронно. Так что когда наш повернул голову – в тысячах километрах то же самое сделали два других.
По сути, это все один огромный телескоп, в мире всего несколько таких. Сигнал, полученный тремя телескопами, – терабайты информации, они передаются по оптоволокну в ИПА РАН, где стоит коррелятор – прибор, соединяющий три сигнала в один.
Третьего брата, кстати, могло и не быть. Как сказал замгендиректора Росстандарта Сергей Голубев, заказчик работ: «Решение не строить третью антенну было уже почти принято. Но удалось убедить кураторов программы в необходимости третьего телескопа». Еще бы: три антенны дают уже триангуляцию, это в два-три раза больше данных и, соответственно, больше точности.
Точность обеспечить очень сложно: во Вселенной ну никакой стабильности. Для древних римлян роль Полярной звезды играло совсем другое светило, через тысячу лет ею станет Гамма Цефея. Наша Земля – как юла: полюс вибрирует и гудит, ось гуляет метров на 30, планета вращается то чуть быстрее, то чуть медленнее – на это даже землетрясение может повлиять. Вот стоят обсерватории, разнесенные на тысячи километров друг от друга, а литосферные плиты под ними движутся на несколько миллиметров в год.
И при этом точность наземных координат должна быть в 1 см. Троица РТ-13 может обеспечить точность в 3 мм. А в целом мировое научное сообщество нацелилось на достижение точности в 1 мм.
Импортозамещение обеспечил... импорт
– Эти телескопы предназначены не для удовлетворения научных интересов сотрудников за государственный счет, – комментирует Александр Ипатов. – А на пользу государству.
В свое время на создание этой системы наших «вдохновили» американцы. Ну как вдохновили: в 1983-м в США была принята стратегическая оборонная инициатива, или «звездные войны», – создание противоракетного щита и все такое. Тогда, вспоминает Ипатов, в Советском Союзе «несколько молодых ребят предложили не отставать и создать систему, которая будет фундаментальной основой координатно-временного обеспечения страны».
Этим обеспечением уже больше 20 лет занимаются три других радиотелескопа. И один из них также в Светлом, 32-метровый. То есть по размеру повнушительнее нового. Но медлительный. Весит 600 тонн – пока разгонишь, пока притормозишь... Было подсчитано, что телескопа с диаметром зеркала 13 м достаточно для наблюдения квазаров, а поскольку эти инструменты – 80-тонные «пушинки», то работают в 10 – 12 раз быстрее. За сутки могут отнаблюдать несколько десятков квазаров.
Пуск РТ-13 в Светлом был не для красивой картинки, это уже рабочий процесс.
– Вообще-то он уже три месяца полноценно работает на определение параметров вращения Земли, – говорит завотделением ИПА РАН Исмаил Рахимов.
Телескопы РТ-13 должны работать на независимость страны от зарубежных систем КВО, и это тот парадоксальный случай, когда «импортозамещение» нам обеспечили чуть-чуть Германия, чуть-чуть Италия, Эстония. Упрощенно говоря, «тело» телескопа – заграничное, «мозги» (аппаратура) – наши, разработка ученых ИПА РАН.
Рахимов объясняет: было очень много переговоров и с отечественными производителями, но те назначали цену 10 – 15 млн евро. Не потому, что жадные. Потому, что для наших это такой «индпошив». Немецкая фирма делает аналогичное оборудование (не по предназначению, а просто с такими техническими параметрами) регулярно, заказчиков много, и себестоимость снижается.
– Вот если бы существовала госпрограмма: создать в России систему из нескольких организаций, которые делали бы подобные инструменты в большом количестве... – мечтает Рахимов.
Четыре мушкетера
Телескопы РТ-13 работают так хорошо, что «нет добра без худа»: дают такие массивы данных, что их сложно и передавать, и обрабатывать. Но в ИПА РАН научились передавать все данные по оптоволокну всего за три часа.
«Квазар-КВО» – это еще и так называемая станция колокации. Колокация – использование сразу нескольких средств измерений. Таких в мире всего 15 – 16. К тому же ИПА РАН сам обрабатывает свои наблюдения: таких институтов в мире считанные единицы, обычно наблюдающие станции передают данные для обработки в другие организации.
Нынешние три телескопа – это необходимый минимум. Но чем больше, тем лучше. Как сказал Сергей Голубев из Росстандарта, планируется ввести в систему еще один радиотелескоп, на Дальнем Востоке, – он будет построен на территории Уссурийской астрофизической обсерватории. Но это еще лет через семь-десять. Задачка посложнее: там нет необходимой инфраструктуры, многое нужно будет делать с нуля.
Система «Квазар-КВО» – в глобальном мировом контексте иллюстрация поговорки «дружба дружбой, а табачок врозь». Только наоборот. «Табачок врозь» – потому что задача системы обеспечить независимость от международных служб координатно-временного обеспечения. На всякий пожарный.
Но в административном корпусе обсерватории «Светлое» на стенах – фотографии антенн в разных странах, прямо семейное фото. Это партнеры, «дружба дружбой»: телескопы ИПА РАН входят в международную сеть подобных инструментов и в Международный геодезический союз и делятся полученными данными.
Только если по всему миру будут дружно работать минимум полсотни станций, будет достигнута общая задача – точность в 1 мм. В одиночку она недостижима.
Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 225 (6823) от 09.12.2020 под заголовком «Третий не лишний».
Комментарии