В июле глава Минобрнауки Валерий Фальков в ходе визита в Бурятию посетил два ключевых для отечественной космической сферы объекта: место строительства Национального гелиогеофизического комплекса (НГК), на котором возводится мощнейший солнечный телескоп-коронограф, а также единственную в России радиоастрономический комплекс «Квазар-КВО», представляющую собой сеть из постоянно действующих радиотелескопов, расположенных друг от друга на сверхбольших расстояниях. Рассказываем, чем уникальны проекты.

«Квазар-КВО»

Теоретическую базу РСДБ (радиоинтерферометрических сетей со сверхдлинными базами) разработали в СССР. В 1962 году радиоастроном Физического института имени П.Н. Лебедева Леонид Матвеенко предложил использовать расположенные на большом расстоянии друг от друга радиотелескопы как единый инструмент. В 1965 году советские ученые Н. С. Кардашев, Л. И. Матвеенко и Г. Б. Шоломицкий и опубликовали свои научные изыскания в журнале «Радиофизика», развивающие и описывающие идею РСДБ. К сожалению, советским изобретателям на удалось первыми воплотить в жизнь эти идеи. Первые радиоинтерферометрические сеансы были проведены в 1967 году в США, а после — в Канаде. В 1968 году ученые США и СССР начали совместное изучение возможностей РСДБ, и уже в 1969 году прошли первые советские межконтитентальные наблюдения.

РСДП позволяет вести наблюдения с рекордным угловым разрешением, зависящем от дальности расположения обсерваторий друг от друга. Все телескопы в сети работают как одна большая антенна, то есть как один огромный телескоп, по размерам сопоставимый с расстоянием между обсерваториями комплекса. Возможности комплекса можно улучшить еще больше, добавив к нему космический телескоп, как это было с космическим радиотелескопом «Спектр-РГ».

Радиоинтерферометрический комплекс «Квазар-КВО» — уникальная для России и одна из трех в мире постоянно действующих РСДБ. В эту сеть включены три обсерватории, расположенные друг от друга на расстоянии от 2 до 4,4 тысяч км: «Светлое», «Зеленчукская» и «Бадары».

Радиоастрономическая обсерватория «Светлое»

«Светлое» — первая обсерватория комплекса «Квазар-КВО», введенная в опытную эксплуатацию в 1997 году, в 1999 году — в штатную. Она располагается в поселке Светлое Приозерского района Ленинградской области и включает в себя радиотелескоп РТ-32, оптический телескоп LX200, GPS/ГЛОНАСС-приемник, трехсистемный приемник (GPS/ГЛОНАСС/Galileo), СДКМ (система дифференциальной коррекции для ГЛОНАСС и GPS), квантово-оптическую систему «Сажень-ТМ-БИС», метеостанцию и радиометр водяного пара (РВП).

С 2010 года обсерватория принимает участвует в регулярных наблюдениях по программам Ru-UT, направленных на определение поправок Всемирного времени в режиме е-РСДБ. Оборудование обсерватории способно обеспечивать передачу данных, доступ в Интернет, проведение видеоконференций, а также телефонную связь с обсерваториями «Бадары» и «Зеленчукская». 

Радиоастрономическая обсерватория «Зеленчукская»

«Зеленчукская» расположена в Зеленчукском районе Карачаево-Черкесской Республики.

Она была введена в опытную эксплуатацию второй после «Светлое» — в 2001 году. В 2002 году ее приняли уже в штатную эксплуатацию.

Обсерватория включает в себя радиотелескопы РТ-32 и РТ-13, GPS/ГЛОНАСС-приемник, квантово-оптическую систему «Сажень-ТМ-БИС», метеостанцию и РВП. «Зеленчукская» обладает ЛВС (локальной вычислительной сетью) в стандартах Fast Ethernet и Gigabit Ethernet с выделенным UNIX-сервером на 15 рабочих станций.

С 2009 года «Зеленчукскую» задействуют для тех же наблюдений по программам Ru-UT, что и «Светлое», а установленное на ней оборудование позволяет поддерживать связь с другими обсерваториями и вести параллельные наблюдения.

Радиоастрономическая обсерватория «Бадары»

«Бадары» ввели в опытную эксплуатацию в 2005 году. Она расположена в Республике Бурятия, и это как раз та обсерватория, которую посетил Валерий Фальков. В марте 2007 года прошел сеанс «Бадары» в составе Международной службы РСДБ (IVS), в которую входят десятки радиообсерваторий по всему миру. Они объединяются для проведения совместных глобальных исследований Земли и космоса.

В состав комплекса входят телескопы РТ-32, РТ-13 и RC-500, GPS/ГЛОНАСС-приемник, квантово-оптическая система «Сажень-ТМ-БИС», метеостанция и РВП. Она обладает теми же возможностями, что и две другие обсерватории сети, а также принимает активное участие в исследованиях по определению всемирного времени, параметров вращения Земли, а также работах в области высокоточного координатного и навигационного обеспечения.

От своих собратьев «Бадары» отличает современный телескоп системы Ричи-Кретьена (RC-500) установленный в июне 2022 года. Он необходим для фотометрических наблюдений малых тел Солнечной системы, связанных с гамма-всплесками оптических источников и наблюдений за искусственными спутниками Земли и космическим мусором.

Весь комплекс «Квазар-КВО» крайне важен для науки. Он выполняет огромный список задач, помогая с:

  • построением динамических, фундаментальных небесной и земной систем координат;
  • определением параметров вращения Земли и исследованием тектонических движений земной коры;
  • картографированием естественных радиоисточников с высоким угловым разрешением;
  • наблюдением за космосом совместно с космическими радиотелескопами;
  • колокацией ГЛОНАСС/GPS (приемников и лазерных дальномеров с РСДБ-средствами);
  • эфемеридно-временной поддержкой глобальной навигационной системы ГЛОНАСС и многим другим.

Все эти данные в том числе необходимы для навигации спутников и других космических аппаратов, поскольку «Квазар-КВО» позволяет построить систему координат вне Земли. В частности, 50 лет назад метод РСДБ создавался для использования в том числе для координации запусков аппаратов космической программы «Луна».

Телескоп-коронограф НГК

Национальный гелиогеофизический комплекс (НГК) — сеть приборов для проведения тщательных наблюдений за Солнцем. Это один из самых крупных и дорогих проектов РАН — его стоимость составляет около 95 млн рублей. 

Строительство масштабного комплекса стартовало в 2018 году. Первые объекты были введены в эксплуатацию в 2022 и 2023 годах. Это комплекс оптических инструментов в селе Торы и радиогелиограф в урочище Бадары.

К 2030 году возведение всех объектов комплекса должно завершиться. По итогу он должен включать: радиогелиограф, телескоп-коронограф, систему радаров, центр управления, мезостратосферный лидар, комплекс пассивных оптических инструментов и нагревный стенд. 

Комплекс позволит перейти на новый уровень изучения Солнца и его активности, в частности, получить новые данные о магнитном поле, солнечных вспышках, выбросах плазмы, солнечном ветре и не только. А значит, исследователи смогут качественнее оценивать влияние этих явлений не только на космическую погоду в Солнечной системе, но и на погоду на Земле в частности. Это полезно, например, для контроля работы приборов навигации, настройки GPS-ГЛОНАСС, разработке методов мониторинга и прогноза солнечной, активности и околоземного космического пространства и не только.

Высота телескопа-коронографа, который начали строить в 2023 году, составит около 30 метров, диаметр зеркал — 3 м. Поскольку в месте постройки часто наблюдаются землетрясения, коронограф делают устойчивым к 9-бальным толчкам. Купол телескопа обеспечивает надежную защиту от негативного воздействия внешней среды (дождь, снег и т.п.) и необходимый для корректной работы оборудования тепловой режим. Это будет обеспечиваться системой вентиляции.

В задачи коронографа входит изучение природы магнитный полей, циклов солнечной активности, строение солнечной атмосферы и специфику солнечного магнетизма, а также физику Солнца в целом. Как указывают исследователи, многие вопросы и научные задачи в плане исследования Солнца «сегодня невозможно решить без такого рода установок». 

«Квазар-КВО», коронограф и НГК в целом — важнейшие инструменты, обеспечивающие развитие отечественной в деле освоения космоса и изучения Земли и Солнца. Десятки лет они смогут приносить ученым из России и всего мира высококачественные актуальные данные, улучшая наши знания о Земле, Солнце и окружающем нас пространстве.