Астрономические наблюдения на большей части Cеверного полушария крайне затруднены из-за плохого астроклимата, светового шума, радиопомех. В связи с этим даже возник вопрос о закрытии Пулковской обсерватории. В то же время переводить все научные инструменты на околоземную орбиту слишком дорого. С какими сложностями сталкиваются астрономы и как их преодолевают — в материале РИА Новости.
Астрономическая резервация
В феврале 2016 года радиотелескоп РТ-22 в Пущино фактически потерял сигнал единственной российской научной орбитальной станции "Радиоастрон". Сильные помехи создавал источник в пределах города, причем почти месяц его не удавалось вычислить. После обращения к местным депутатам и публикаций в СМИ нарушитель объявился сам. Им оказался один из мобильных операторов, установивший вышку на трубе котельной.
"Вся наша работа пошла насмарку. Цивилизация наступает, и радиоастрономам остается все меньше пространства для наблюдений", — рассказывает РИА Новости кандидат физико-математических наук Владимир Самодуров, старший научный сотрудник Пущинской радиоастрономической обсерватории (ПРАО) Астрономического центра ФИАН.
Астрономические наблюдения в Пущино ведутся с середины XX века. Здесь установлено несколько радиотелескопов, которые ловят сигнал от галактических и внегалактических объектов в невидимом для глаза радиодиапазоне. В этом спектре электромагнитного излучения "светит" большая часть материи Вселенной. Ионосфера Земли — естественная помеха для радиосигнала. Теперь есть и искусственные.
По словам Самодурова, в ПРАО давно не смотрят за мазерными источниками на длине волны 18 сантиметров — там работает ГЛОНАСС. Спектр мазерного излучения в линии воды (22 гигагерца) забивают сигналы вышек мобильной связи. Эти источники изучали с 1979 года, в том числе получали данные о движении протопланет по орбитам.
"На частоте 108-111 мегагерц работают глиссадные радиомаяки на аэродромах. Чем ниже мы смотрим к горизонту, тем сильнее помеха", — продолжает ученый.
Пущинским астрономам пришлось отказаться и от декаметровых волн. В этом диапазоне удобно исследовать грозовые разряды на Юпитере, Сатурне, радиосигналы от ближайших звездных систем, где есть планеты-гиганты. Мешало аналоговое телевидение.
Радиошум от компьютерных процессоров, энергосберегающих ламп искажает результаты наблюдений.
"Сварка, автомобили, все, что искрит, гремит, отображается в радиодиапазоне. Летит самолет над нами, мы видим на БСА (большая сканирующая антенна. — Прим. ред.) четкий рисунок полета по всем нашим лучам. Замечательная дорожка наискосок. В ясную погоду видны десятки этих дорожек, из-за них данные нужно фильтровать или выкидывать", — поясняет астроном.
Цивилизация освоила почти все радиочастоты — от 30 мегагерц до десятков гигагерц, загнав радиоастрономов в резервации, отмечает он. Мобильные операторы грозятся захватить и крайние гигагерцевые частоты, чтобы развернуть широкополосный интернет.
Их в дверь — они в окно
Пущинцы, однако, находят способы вырваться из "резерваций". Когда в начале 1990-х коммерческие радиостанции вытеснили их из FM-диапазона (87-108 мегагерц), ученые перестроили радиотелескоп БСА на 110 мегагерц. На этой частоте отслеживают ударный фронт от солнечных вспышек, вызывающий магнитные бури на Земле.
На 400-800 мегагерцах мешают радиолокаторы, радиопеленгаторы. На этой частоте в ПРАО долго наблюдали верхние слои атмосферы Земли, насыщенные кислородом. Когда к сигналу с неба добавился работающий где-то недалеко источник, пришлось отсекать шум с помощью сложной схемы включения-выключения аппаратуры.
Все надежды на оптоволоконную связь, через которую уже сейчас идет основной поток информации мобильного интернета, и на сокращение вещания аналогового телевидения.
"На наше счастье, телевидение становится цифровым, уходит на более высокие частоты — сотни мегагерц. Несколько лет назад отключили канал на волнах 30-40 мегагерц, и там более-менее небо очистилось", — приводит еще один пример Владимир Самодуров.
По его словам, радиотелескопы очень чувствительны ко всем действиям человека в радиодиапазоне.
"Бороться с помехами можно. Спрятаться от них до конца нельзя",— заключает он.
"Ничего тут не наблюдают"
"В средней полосе России нет никаких условий для наблюдений. Наш первый телескоп для изучения гамма-всплесков стоял в Домодедовском районе. За шесть лет мы увидели два гамма-всплеска. А все потому, что в Подмосковье всего 30 ясных ночей в году. Это была очень тяжелая работа. Многие ребята ушли из проекта, не выдержали", — говорит РИА Новости доктор физико-математических наук Владимир Липунов, заведующий лабораторией Государственного астрономического института им. Штернберга (ГАИШ) МГУ.
Он основал глобальную сеть МАСТЕР из сдвоенных оптических телескопов, установленных в Северном и Южном полушариях. Пять находятся в России — на Урале, Байкале, Дальнем Востоке, Кавказе, в Крыму. По одному — в Аргентине, ЮАР, на Канарах. С их помощью ищут новые космические объекты — гамма-всплески, источники гравитационных волн и нейтрино сверхвысоких энергий, оптические двойники быстрых радиовсплесков. Телескопы полностью автоматизированы, показания снимают через интернет.
"Я сижу в Москве и по веб-камере наблюдаю за телескопом на Байкале. Там скоро закат будет", — продолжает Липунов.
На территории от Забайкалья до Благовещенска бывает до 250 ясных ночей. Эффективность наблюдения там не идет ни в какое сравнение с европейской частью, накрытой атлантическим циклоном.
"Европейские обсерватории потеряли всякий смысл. Все строят телескопы в Чили, Аргентине", — поясняет ученый.
Самый лучший астроклимат — на сухих вершинах в горах или на островах в океане. В Европе так только на Канарах, где размещен оптический телескоп с самым крупным зеркалом — его диаметр 10,4 метра.
"Когда он наводится, 50 человек бегают вокруг, потому что был задуман в прошлом веке", — подчеркивает Владимир Михайлович.
По его мнению, обсерватории сейчас должны быть полностью автоматизированными, с минимальным, изредка приходящим персоналом. Глобальная сеть МАСТЕР не требует присутствия человека, что делает ее единственной в России, соответствующей требованию времени.
"В прошлом году мы впервые в истории человечества увидели место, откуда пришли гравитационные волны. Это очень большое открытие", — рассказывает ученый.
Его коллаборации удалось одновременно с американцами увидеть слияние двух нейтронных звезд, породивших гравитационную волну. Именно ее зафиксировали эксперименты LIGO и Virgo. Статьи об этом вышли в Nature. В текущем году Липунова пригласили участвовать в выдвижении кандидатов на Нобелевскую премию 2018 года по физике.
Один из роботов МАСТЕР — на Северном Кавказе. Как ни странно, там не самое лучшее место для наблюдений. Высокая облачность, особенно летом, всего 120 ясных ночей в году. Значит, оптические телескопы там в три раза менее эффективны, чем в ЮАР. Чтобы компенсировать этот недостаток, МГУ установил один из телескопов сети в Крыму, где сезон ясного неба — в противофазе с Кавказом.
Умножьте на тысячу
Автоматические зонды давным-давно бороздят Солнечную систему, посылая информацию на Землю. Космические наблюдения последних лет буквально перевернули астрономию. Неужели век наземных телескопов подходит к концу и пора перебираться на орбиту?
"Когда-нибудь мы вынуждены будем уйти с Земли, но это обойдется дорого", — говорит Владимир Самодуров.
Радиотелескопы стоят астрономических денег. Например, SKA — крупнейший в мире интерферометр с антенной решеткой, спроектированный на площади более одного квадратного километра в Австралии и ЮАР. Цена проекта — почти миллиард долларов.
"Рай для радиоастрономов — это обратная сторона Луны. Не видно Земли, нет атмосферы, никаких помех. Но бюджет составит десятки миллиардов долларов, потому что нужно создать материалы, обеспечить бесперебойное питание, настроить автоматику. Мы туда придем, но не скоро", — отмечает ученый.
"Я с удовольствием на Луне поставлю телескоп. Лучше с нашей стороны, потому что с обратной надо запускать спутник-ретранслятор. Там можно сделать прекрасную астрономическую обсерваторию. Научные открытия произойдут на следующий же день. Но космос дороже", — добавляет Владимир Липунов.
Пулково нельзя закрывать
Основанная в 1839 году Пулковская обсерватория, расположенная к югу от Санкт-Петербурга на одноименных высотах, с 1990-го находится под охраной ЮНЕСКО. Из-за световой и радиозасветки наблюдать за небом там практически невозможно. Городская застройка вплотную приблизилась к обсерватории.
"С точки зрения радиоастрономии Пулковская обсерватория выполнила предназначение. Усилиями ее сотрудников создан РАТАН-600 (радиотелескоп для наблюдений за короной Солнца. — Прим. ред.). От нее отпочковалась Специальная астрофизическая обсерватория на Кавказе. Что касается оптики, то мнения астрономов разделились: стоит бороться за эту площадку или перенести наблюдения в места с более подходящим астроклиматом. Бороться надо, пока город окончательно не придвинулся. Но прогресс не остановить. Не сейчас, так через 30 лет Пулковской обсерватории предстоит стать музеем", — рассуждает Самодуров.
Пулково ни в коем случае нельзя закрывать, полагает Владимир Липунов.
"Я не согласен, что Пулково выполнило свое предназначение. Руки прочь от Пулково! Обсерваторию пытались уничтожить в 1937 году, когда были репрессированы ее лучшие кадры. Парк нельзя трогать! Пулково — это наш Гринвич! Нужна "свежая кровь". Пулковскую обсерваторию следует соединить с Петербургским университетом", — таковы его аргументы.
Владимир Липунов приглашает сотрудников Пулково пользоваться сетью МАСТЕР.
"Мы сейчас получаем огромное количество наблюдательных данных, о чем свидетельствуют десятки наших публикаций в лучших мировых журналах. К тому же один из наших роботов стоит на территории Кисловодской станции Пулковской обсерватории. Получайте пароль — и вперед!" — предлагает ученый.
И добавляет, что Пулково, ГАИШ в Москве как обсерватории давно не действуют, переносить их телескопы на новое место выйдет дороже, чем построить новые, да и все они морально устарели.
"Советские астрономические центры — это огромная проблема: научная, социальная, жизненная. В мире уже нет обсерваторий далеко в горах, где жили бы по 500 человек. Нужно автоматизировать процесс. Мы же не летаем на орбитальные телескопы, чтобы взять снимки", — говорит астрофизик.
По мнению Самодурова, России нужно построить обсерваторию в Чили или войти в Южную европейскую обсерваторию. Астрономы давно поднимают этот вопрос, но он не решен. Причина — в небыстрой практической отдаче от фундаментальной науки. Между тем радиоастрономия дала миру много полезных изобретений: wi-fi, атомные часы, алгоритмы обработки изображений, применяемые в МРТ.
"Мы, сами того не подозревая, пользуемся плодами трудов радиоастрономов. Их изобретения входят в плоть и кровь современной цивилизации", — заключает ученый.
По информации https://ria.ru/science/20180817/1526656924.html
Обозрение "Terra & Comp".
