Знание-сила

Знание-сила научно-популярный журнал

Вход Вход
iiene     
Он-лайн ТВ Знание - Сила РФ Проекты Фотогалереи Лекторий ЗС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Горячая новость:
Подписаться на журнал "ЗНАНИЕ-СИЛА" стало проще
 

 





СВЕЖИЙ НОМЕР

Главная тема:

Тексты и История


Органические молекулы в космосе
 
 
  Знание - Сила РФ  
Вы думаете, «Знание-Сила» ограничивается только бумажной версией? Ничего подобного. Здесь, и только здесь, вы сможете прочитать то, чего те, кто не придёт на наш сайт, не узнают никогда! В этом разделе, который можно было бы назвать также «Знание-Сила+» - электронные материалы о научных событиях, идеях, открытиях и проблемах, у которых нет и не будет бумажного аналога. Не упустите!

Мы живём в космосе, а космос живёт в нас

Исполнилось пять лет грандиозному отечественному космическому проекту «РадиоАстрон». В соответствии с техническим заданием срок активного существования (САС) был рассчитан на три года. Однако в связи с высокой надежностью и эффективностью, а проще говоря – потому, что орбитальный радиотелескоп прекрасно себя «чувствует», а круг подвластных ему научных задач за это время существенно расширился, принято решение продлить срок его службы еще на два года. Что это за задачи и каковы дальнейшие перспективы проекта? Об этом мы говорим с заместителем директора Физического Института РАН, исполнительным директором проекта «РадиоАстрон» Ларисой Николаевной Лихачевой.


Лариса Николаевна Лихачева, заместитель директора Физического Института РАН, исполнительный директор проекта «РадиоАстрон»

- Лариса Николаевна, чем «РадиоАстрон» отличается от других космических проектов?

- «РадиоАстрон» абсолютно уникален. Это мнение не только тех, кто непосредственно участвует в его реализации, но и тех, кто создавал космическую платформу. В частности, бывший заместитель главного конструктора НПО им. Лавочкина, дважды лауреат Государственной премии Владимир Алексеевич Серебреников считает, что до «РадиоАстрона» его предприятие не запускало подобных по сложности проектов и в ближайшее время не запустит.

Дело в том, что у «РадиоАстрона» эксклюзивная структура. Обычно проекты Академии наук состоят из одного или нескольких приборов, которые устанавливаются на космической платформе. Иногда они значительных размеров, иногда небольшие, и тогда используется малый спутник. Наш проект отличается тем, что у него очень сложная конструкторская часть. На этапе выведения спутника на заданную орбиту антенна находилась в сложенном состоянии, и все 27 лепестков радиотелескопа  укладывались в кокон для того, чтобы уместиться под обтекатель. Обтекатель у «Протона» - самый большой из возможных, однако разместить под ним всю полезную нагрузку было крайне сложно. В связи с этим в Астрокосмическом центре совместно со специалистами ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина» - организации, которая не только изготовила космическую платформу «Навигатор», но и отвечала за изготовление конструкции самого радиотелескопа, была разработана уникальная инженерная укладка радиотелескопа в сложенном состоянии.


«Радиоастрон»  в НПО им. С. А. Лавочкина

Вообще особенность Астрокосмического центра - в том, что мы обычно, прежде чем отдать работу своим соисполнителям, все расчеты проводим у себя. Конструкторский отдел сначала доказывает, что это возможно, и только потом мы отдаем это в работу. Если не проверить каждую деталь, многочисленные лепестки в космосе не раскроются, единая поверхность антенны не будет создана, и проект будет сорван. Мы этого допустить никак не могли.

- Но ведь, насколько я помню, они открылись не сразу…

- Да, это произошло не на первые сутки, а лишь на вторые.

- Наверное, ожидание далось нелегко?

- Я не могла сомкнуть глаз. Я поехала на НПО им. Лавочкина, потому что всё равно успокоиться не могла. И когда всё раскрылось, мы все испытали нечто, близкое к счастью… Радость была не только за себя, но и прежде всего за весь коллектив. На следующую ночь опять уснуть не удалось. Наверное, успокоение пришло только сейчас, когда стало ясно: «РадиоАстрон» свой ресурс отработал и может еще дальше давать научные результаты.

- Помните первое впечатление, когда увидели дело рук своих?

- Хорошо помню, как радиотелескоп вывозили с НПО им. Лавочкина. Я любовалась им, как произведением искусства, настолько это было красиво! Он весь сиял: конструкция была покрыта золотой пленкой - экранно-вакуумной теплоизоляцией (ЭВТИ), и был похож на огромный прекрасный бутон неведомого, спящего цветка. А в космосе он «ожил». Для меня это настоящее чудо, рожденное не без нашего участия.

- Важно вспомнить космическую ситуацию того времени. Ведь тогда в течение семи лет наша страна не могла ничего запустить, следовала неудача за неудачей, всё падало, и начались разговоры о том, что космос нам не нужен.

- Это было страшно. Но надо сказать, что и сейчас большого количества удач пока нет. Состояние аэрокосмической отрасли - вопрос болезненный и сложный. При этом мне и всем моим коллегам ясно: ставить на ней крест ни в коем случае нельзя.

- Вернемся к «РадиоАстрону». Это наземно-космический интерферометр[1], то есть - в космосе работает множество сложных приборов. Хоть один из них за это время вышел из строя?

- У нас в бортовом комплексе участвовало 12 приборов. И если хотя бы один из них перестал работать, то рухнул бы весь научный приборный комплекс. Так что все они исправно работают.

Кроме того, на Земле организованы две станции слежения. Одна из них - в нашем филиале в Пущино под Москвой. В этой радиообсерватории находится 22-метровая антенна, на базе которой создана станция слежения и размещен аппаратурный научный комплекс. Удивительно, но за все это время у нее было всего 2% потерь связи с бортом. Это ничтожно мало. Всё работает чётко и слаженно. Небольшие потери связаны с погодой, с атмосферными явлениями или электромагнитными воздействиями.

- А второй комплекс?

- Второй находится в Америке, на базе Центральной Радиоастрономической обсерватории США (NRAO). С ними нам удалось договориться четыре года назад, когда руководителем Роскосмоса был В.А. Поповкин - очень, по-моему, яркая личность. Он просто сказал: «Два миллиона долларов в год – это серьезные деньги, но проект и престиж страны того стоит!» И дал эти деньги на эксплуатацию станции американским специалистам. Мы поставили в США свой аппаратурный научный комплекс и огромный специализированный облучатель, который установили на их антенне. Интересно, что на ней в качестве операторов работают отставные морские офицеры, поэтому работа идет очень четко. Что бы там ни происходило, они в течение часа рапортуют, присылают подробные отчеты. Задержек не бывает никогда. Работать так - одно удовольствие.

- Знаю, что с вами работают и наземные телескопы…

- Когда мы собирались лететь, нам многие говорили, что готовы проводить совместные наблюдения космических радиоисточников с нашим космическим радиотелескопом. Это важно – когда на один и тот же космический источник смотрят наземные и космическая антенны одновременно. Разница в поступлении сигналов на космическую и наземную антенну характеризует базу интерферометра, и чем больше эта база, чем дальше мы улетели, когда находимся в апогее орбиты (а это - более 300 000 километров), тем выше угловое разрешение. А попросту – радиотелескоп лучше видит исследуемый космический объект.

Поначалу зарубежных обсерваторий, пожелавших участвовать в нашем проекте, было семь. Сейчас есть эксперименты, в которых участвуют одновременно до сорока международных антенн, то есть, практически, - все крупные антенны мира. Это повышает эффективность эксперимента. Ведь его космическая часть – полдела. Важно правильно поставить эксперимент на Земле. Так вот, в здание, где мы с вами сейчас находимся, тянутся сигналы связи со всего мира. Созданный нами центр приёма информации записывает всю её на диски, и потом она передается в компьютерный кластер, в центр обработки научной информации. Сначала данные попадают в корреляционный центр, где находится коррелятор - сложнейший программно-аналитический комплекс, разработанный специалистами Астрокосмического центра. Подобных комплексов в мире еще два. (Вот вам импортозамещение в чистом виде.) Этот стоядерный компьютерный кластер постоянно, без перерывов на обед и выходные, занимается обработкой приходящей информации с разных наземных антенн и спутника. Можно сказать, что после очень длительного перерыва российские ученые получили доступ к столь важным источникам информации.

- Насколько я понимаю, объемы поступающих к вам данных поистине колоссальны. Как вообще возможно их проанализировать и ничего важного не упустить?

- Как раз для этого существует коррелятор: он производит первичную обработку, пишет, была ли корреляционная связь между сигналом космического источника, полученного одновременно бортовой антенной и наземными антеннами. На основе этих данных строится корреляционная функция. Уже потом этот материал проходит так называемый вторичный анализ. Делают его ученые-астрофизики, астрономы, математики.

- Иначе говоря, пропустить что-то суперважное – например, послание братьев по разуму, невозможно?

- Нет, когда инженеры и ученые анализируют поступающие сигналы, то видят все отклонения, какие-то «неверные»  данные, отличные от обычных, и сразу обращают на них внимание. Именно так были обнаружены необычные моменты в поведении пульсаров.

- Чем же вас удивили пульсары?

- Дело в том, что на месте каждого пульсара видится целая россыпь «звездочек», как будто их там несколько. Мы понимаем - физически это не так, просто условия распространения радиоволн в межзвездной среде таковы, что сигнал расщепляется,  и мы видим несколько объектов. Это очень важное явление. С его помощью можно изучать свойства облаков межзвёздной плазмы, их движение и определить расстояния до них. С другой стороны, это открытие говорит о том, что дециметровый диапазон неудобен для связи с внеземными цивилизациями: вся информация до потребителя распространяется одновременно по многим каналам с разным временем прихода и изменением частоты. В результате понять информацию невозможно. Ещё в 1979 году академик Н.С. Кардашев опубликовал статью, где пришел к заключению, что для поисков иных цивилизаций надо использовать миллиметровые и субмиллиметровые волны. Сейчас появились крупные наземные и космические телескопы, работающие в этом диапазоне. Наш следующий проект «Миллиметрон», надеюсь, поможет решить эту задачу.



Академик Н.С. Кардашев

- Вы сказали, что программа исследований с «РадиоАстроном» продлена на два года. Какие планы на это время?

- Мы хотели бы получить данные по наиболее интересным объектам, которые нами уже были обнаружены. Речь идет, прежде всего, об очень маленьких, компактных объектах, которые не разрешились на тех базах, где работает «РадиоАстрон». К счастью, на борту нашего радиотелескопа имеется неизрасходованный запас горючего, так что мы можем попытаться изменить орбиту. Сейчас она вытянутая. Мы хотим сделать её круговой и всё время меняющейся в разных направлениях. Это даст возможность в течение одного витка получить очень высокое разрешение, а значит, увидеть те объекты, которые пока для нас недосягаемы.

- Запуск другого вашего проекта, «Миллиметрон», изначально планировался на 2017 год. Есть ли шанс?

- Нет, в следующем году этого точно не случится. «Миллиметрон» - самый дорогостоящий на сегодня проект нашей федеральной космической программы. Он значительно дороже, чем «РадиоАстрон», который частично делался еще в 90-е годы прошлого века, и еще и поэтому затраты на него были заметно меньше. Роскосмос всё это понимает. Однако от «Миллиметрона» не отказывается. Сейчас реально планировать его запуск на 2026 год.

- Зачем нам нужен «Миллиметрон»?

- Это проект не менее уникальный. «Миллиметрон», как и «РадиоАстрон», будет работать не только в интерферометрическом режиме, но и как автономный телескоп, не связанный с наземными телескопами. При этом у него предусмотрены более коротковолновые диапазоны и новейшие приёмники террагерцового диапазона волн, что обеспечивает чувствительность намного выше, чем у любого наземного телескопа. Угловое разрешение там будет в 300 раз выше, чем у «РадиоАстрона», и всё это - за счет выхода и на более далекую орбиту и использование более коротких длин волн. Сейчас орбита космического аппарата почти достигает Луны, а там будет в пять раз дальше. Орбита будет специально выбрана таким образом, чтобы спутник находился с противоположной по отношению к Земле стороны от Солнца, иначе своим излучением оно может перегревать станцию и создавать помехи. Вся работа будет связана с наблюдениями в диапазонах, почти недоступных с поверхности Земли – так называемых диапазонах максимума реликтового космологического излучения, инфракрасного космологического излучения и глубокого минимума интенсивности фона между ними. В частности, мы хотим проследить эволюцию объектов Вселенной с самого начала, с тех моментов, когда они стали образовываться. Мы надеемся увидеть рождение первых звезд, галактик, планетных систем, их развитие и т. д. Надеемся не только максимально приблизиться к черной дыре, но и выяснить, не является ли она белой дырой или кротовой норой. Очень большое внимание собираемся уделить исследованию поведения планет как «наших», так и вне Солнечной системы. И, конечно, отдельная программа – это поиск жизни во Вселенной. Уже есть конкретные объекты, которые надо исследовать. Человек всё-таки - не только земное, но и космическое существо. Мы живём в космосе - а космос живёт в нас. Мы должны не только есть и пить, но и пытаться понять, кто мы, откуда пришли, разработать возможные сценарии будущего для человечества.

- Знаю, что технологии, применяемые на «Миллиметроне», также уникальны.

-  Да, это так. Точность поверхности, которую мы должны будем создать в «Миллиметроне», равна десяти микронам. Антенна состоит из большого количества панелей. Делаются они из углепластика. Это углеродное волокно, которое пропитывает наше российское предприятие НИИКАМ, находящееся в Переславле-Залесском. Там умеют делать углеродную ткань, из которой выкладываются панели. Делать это предстоит на уникально точной оснастке-матрице, которая, в свою очередь, делается из астроситалла. Из этого материала обычно производятся оптические зеркала, отличающиеся, как известно, большой точностью. Точность оснастки очень важна, так как у нас в Астрокосмическом центре есть специалист, который научился делать реплику с точностью до матрицы. Лыткаринский завод оптического стекла (ЛЗОС) взялся изготовить нам оснастку из астроситалла с беспрецедентной точностью – не хуже одного микрона.

- Почему выбран именно астроситалл? Только из-за большой точности материала?

- Не только. Дело в том, что у углепластика и астроситалла близкий коэффициент температурного расширения. Ведь всё это запекается при высокой температуре в специальных печах. Но парадокс в том, что для связи материалов используется клей, который должен подходить как при ста градусах запекания, так и при четырех градусах Кельвина в космосе, где, как известно, и так царит зверский холод. Таким образом, элементы конструкции телескопа  должны держать как высокую, так и сверхнизкую температуру. То есть, нам предстоит заодно совершить прорыв в материаловедении – не только российском, но и в мировом. Вообще, беспрецедентная точность проекта – это его изюмина. Он будет работать в терагерцах, то есть на миллиметровых длинах волн. Поэтому точность антенны должна быть очень высокой. Благодаря этой точности он будет наблюдать принципиально другие объекты, не те, что мы сейчас изучаем в «РадиоАстроне».

- Лариса Николаевна, вот уже много лет Астрокосмическим центром ФИАН руководит академик Николай Семенович Кардашев. Наверное, без него эти проекты не состоялись бы?

- Николай Семенович – грандиозная фигура в отечественной и мировой астрофизике и удивительной скромности человек. Его заслуги в реализации проектов «РадиоАстрон» и «Миллиметрон» и вообще в развитии астрономической науки огромны. Он входит в десятку самых авторитетных ученых в нашей стране. В 2014 году он был избран человеком года. В апреле 2017-го Николаю Семеновичу исполняется 85, но он в прекрасной форме, много и плодотворно работает. Злостно нарушая трудовое законодательство, все свои отпуска и выходные проводит на рабочем месте. Машиной не пользуется – на работу ходит пешком. Это, на мой взгляд, последний из могикан, живущий интересами науки, человек удивительного бескорыстия и честности. Работать вместе с ним - великое счастье. Скажу вам честно: именно возможность трудиться рядом с Николаем Семеновичем – основная причина того, что я здесь. У нас очень скромные зарплаты, а работы много, и она трудна. Но когда я вижу Николая Семеновича, я понимаю, что каждое мгновенье, проведенное рядом с таким человеком, - подарок судьбы, который надо ценить.

Беседу вела Наталия Лескова


[1]Интерферометр — измерительный прибор, действие которого основано на явлении интерференции. Принцип его действия заключается в том, что пучок электромагнитного излучения (света, радиоволн и т. п.) с помощью того или иного устройства пространственно разделяется на два или более когерентных пучков. Каждый из них проходит различные оптические пути и направляется на экран, создавая интерференционную картину, по которой можно установить разность фаз интерферирующих пучков в данной точке картины. Интерферометры применяются при точных измерениях длин, для оценки качества оптических поверхностей и проверки оптических систем. - Прим. ред.

 

Об истории развития радиоастрономии и уникальных открытиях, отмеченных многими Нобелевскими премиями, о работе российского космического радиотелескопа и новейших научных данных, полученных с орбиты, рассказал руководитель ранней научной программы проекта «Радиоастрон», заведующий лабораторией Астрокосмического центра ФИАН, д.ф.-м.н. Юрий Юрьевич Ковалев.

Вернуться назад

Архив статей

 

вернуться


Карта сайта | Контактная информация | Условия перепечатки | Условия размещения рекламы

«Сайт журнала «Знание-сила»» Свидетельство о регистрации электронного СМИ ЭЛ №ФС77-38764 от 29.01.2010 г. выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор)
© АНО «Редакция журнала «Знание-сила» 2012 год

По техническим вопросам функционирования сайта обращайтесь к администратору

При поддержке медицинского портала ОкейДок


Rambler's Top100
av-source