Национальное достояние: радиотелескоп под Харьковом

Национальное достояние: радиотелескоп под Харьковом

Точка на карте
460
Ukrinform
Недалеко от железнодорожной станции Граково на Харьковщине работает самый большой в мире Т-образный радиотелескоп декаметровых волн - УТР-2

В школе нас учили, что все звезды, которые мы видим на ночном небосводе - это и есть наша Галактика под названием Млечный путь. Расстояния в сотни миллионов световых лет, двести миллиардов звезд, причем наше любимое Солнце расположено не на самом почетном месте, а на окраине Галактики.

Возникает вопрос: можно ли - и если да, то как именно - по-настоящему исследовать многочисленные объекты вселенной, и до какого уровня дошла в этом плане современная наука?

УНИКАЛЬНЫЕ УКРАИНСКИЕ ТЕЛЕСКОПЫ: УТР-2 И ГУРТ

Астрономы, говорит директор действующего в Харькове Радиоастрономического института НАН Украины, доктор физико-математических наук, член-корреспондент НАНУ Вячеслав Захаренко, в отличие от астрологов, общаются с космосом с помощью точнейших инструментов - телескопов, работающих в оптическом, инфракрасном, ультрафиолетовом диапазонах, а также - с помощью рентгеновских и гамма-телескопов. Некоторые из этих инструментов даже выносят в космос на специальных космических аппаратах.

Особняком стоят радиотелескопы. Они способны перехватить космические радиоволны на различных частотах - вплоть до низкочастотного декаметрового диапазона, но в силу больших размеров пока не могут быть вынесены в космос. Поэтому весь земной шар, словно паутиной, опутан сетями различных телескопов и радиотелескопов, которые исследуют Вселенную, уточняют размеры космических объектов, межзвездные расстояния, из какого вещества они состоят, на какой стадии эволюции находятся и, не дай бог, не опасны ли для нашей Земли.

Есть такие инструменты и в Украине, которая занимает особое место во всеволновой астрофизике, так как проводит низкочастотные радиоастрономические исследования в декаметровом и метровом диапазонах волн. Большой комплекс таких инструментов расположен не где-нибудь, а под Харьковом, недалеко от железнодорожной станции Граково, между селами Ивановка и Волохов Яр. Речь о самом большом в мире украинском Т-образном радиотелескопе под сокращенным названием УТР-2 и телескопе нового поколения ГУРТ, что в переводе означает гигантский украинский радиотелескоп. Скажу больше, таких чувствительныцх инструментов для изучения Вселенной на низких радиочастотах нет нигде в мире. И созданы они научными сотрудниками нашего института. Вот карта, вот точка: "Граково". Поезжайте на место, сами все увидите!

...Здесь, в 70-ти километрах от Харькова, за час езды по трассе "Киев-Харьков-Довжанский" на площади размером примерно в 25 футбольных полей (150 тыс. кв м) в чистом поле за придорожной лесополосой перед вами открывается фантастическая картина: на солнце сверкают диковинные конструкции высотой более трех метров каждая. Как мы узнали позже, это диполя - элементы антенны радиотелескопа УТР-2. Таких элементов здесь не сто, не двести, а 2040. За ними следует поле, "усеянное" антеннами радиотелескопа ГУРТ общим числом в полтысячи.

О ВАХТОВОМ МЕТОДЕ В НАУКЕ, АРБУЗАХ ИЗ-ПОД ТЕЛЕСКОПА И СИГНАЛАХ КАССИОПЕИ

Чтобы познакомиться с комплексом, надо подъехать к нему поближе.

Возле указателя "568-й километр" сворачиваем с трассы налево. Еще полкилометра по проселочной дороге - и путь перегораживает шлагбаум. С оглядкой (хотя мы вроде договорились о приезде) отводим шлагбаум в сторону и проезжаем еще с километр. Тут тихое царство осени: подъездная аллея к двухэтажному зданию со скромной табличкой: "Национальная Академия наук Украины.

Радиоастрономический институт. Радиоастронмическая Обсерватория им. С.Я Брауде" усыпана золотыми листьями, над хризантемами жужжат пчелы, в кронах лип щебечут птицы, кошка греется на солнце, в тени кустов прячутся вольеры, где важно прогуливаются павлины и фазаны.

Но где же ученый люд, где наши экскурсоводы, которые, как обещал уважаемый членкорр Вячеслав Захаренко, нам все расскажут и покажут?

Спокойно, тут все по порядку, как и следует в большой науке. Двери открываются и нас встречают хозяева этого великолепия: тот, что постарше, - начальник охраны Владимир Чумак, другой, помоложе, - старший техник Алексей Михайлов: "Добро пожаловать, мы вас поджидаем. Дежурная смена научных сотрудников уехала с отчетом в Харьков, следующая прибудет только к ночи. Но мы покажем вам все, что нужно, расскажем, что знаем. Хотите больше - это уже в Харькове, в Радиоастрономическом институте".

...По дороге к антеннам узнаем, что радиоастрономия вовсе не кабинетная наука, вернее, не только кабинетная. Оказывается, в Институте действуют группы научных сотрудников-энтузиастов, которые приезжают сюда из Харькова обнаруживать и регистрировать радиосигналы из космоса - те, которые улавливают сверхчувствительные антенны. Эти группы работают посменно. Отдежурят неделю-две, а то и больше, обработают часть данных на месте - и назад, в Харьков, с жесткими компьютерными дисками, чтобы проанализировать результаты круглосуточного мониторинга космоса с помощью новейших компьютеров. Их сменяет очередная группа ученых: наблюдение за космосом не допускает ни малейших перерывов.

Четверо техников и двое охранников, рассказывает Владимир Чумак, работают тоже круглосуточно, по принципу сутки-двое. Условия для отдыха подходящие. На втором этаже здания оборудованы восемь спален с необходимой мебелью, есть общая кухня-столовая с электроплитой и холодильником, установлен бойлер, есть душевая с горячей водой и туалеты. Научных сотрудников возит в Харьков и обратно микроавтобус института. Охранники и техники живут по соседству: в Чугуеве, Ивановке, Волоховом Яру или в Михайловке. Многие из них летом ездят на работу на велосипедах или мотоциклах. Зимой, конечно, на рейсовых автобусах или попутках. Рабочий день - с 08:00 до 17:00.

Что до охранных действий, то, по словам Владимира, каждые два часа надо все обойти-проверить, где - пешком, где - на велосипеде, ночью - с большим железнодорожным фонарем. Сигнализация вокруг антенн двухконтурная: выявит и зайца, и собаку. Правда, хитрая ласка как-то проникла на территорию зоны со стороны парадного въезда, и таки утащила из вольера фазаниху. Люди? Чужих здесь нет, а свои знают: охраняемая зона. Был случай, пытались украсть кабель, но когда узнали, что кабель под землей, в тоннелях, а входы замурованы - попыток не стало.

За разговором незаметно преодолели расстояние до антенн. Вот они, работают без устали, незаменимы и уникальны. Харьковская марка, лучшая в мире.

Круглые сутки антенны радиотелескопа УТР-2 и еще более мощные антенны радиотелескопа ГУРТ, наведенные с земли на конкретные космические объекты, ловят радиосигналы из космоса. Затем эти сигналы поступают по кабелям, проложенным в трех бетонных подземных тоннелях высотой 2 метра и длиной по 900 метров каждый, в приемники-регистраторы, собранные на базе пяти компьютеров. Компьютеры находятся в вычислительном центре, который расположен на первом этаже административного здания. Здесь же имеется сервер, который предназначен для сбора и экспресс-обработки всей информации. Еще один компьютер отвечает за наведение УТР-2. По программам, разработанным учеными Радиоастрономического института, он обеспечивает наведение антенн на тот или иной участок неба. Другим компьютерам остается лишь записать полученные сигналы, а уж ученые их обработают и сделают соответствующие выводы, в том числе, для мировой науки.

Как поясняет техник Алексей, антенны надо беречь.

- Это не просто уникальное, но и очень дорогое оборудование, которое имеет статус Национального достояния Украины. Антенное хозяйство постоянно поддерживаается в рабочем состоянии, можно сказать, что затраты - это зарплата обсуживающего персонала за пятьдесят лет. Не дай Бог, в жару загорится трава возле антенн, беды не оберешься. Недавно за лесопосадкой горела пшеница в поле, так из райцентра приезжала пожарная команда и водовозки, гасили несколько часов, чтобы на наше хозяйство пламя не пошло. Траву вокруг антенн регулярно косим, видите, валки на солнце сушатся. Это сено местные жители заберут на корм скотине. Сено совершенно безопасно, ведь сами антенны ничего не излучают, они только принимают радиосигналы. На свободных площадках наши сотрудники даже арбузы для себя сажают. Да вот они, выглядывают из скошенной травы, угощайтесь! (Арбуз с чистого поля рядом с антеннами показался даже вкуснее обычного — авт.).

Рядом с антеннами слышится негромкое ровное гудение. Они так разговаривают?

- Да нет, - смеется Алексей, - это пчелы гудят, цветов вокруг много. Антенны просто работают, днем нацелены на Солнце, ночью - на другие космические источники. Нынешней ночью, к примеру, научные сотрудники, которые приедут на пересменку, будут ловить сигналы из созвездия Кассиопея.

Представляете? Вот работа у людей - исследовать звезды. А вдруг поймают сигналы других цивилизаций, и мы поймем, что мы не одни, и устыдимся, что не умеем жить в мире и радости...

ПОЧЕМУ НАМ ПОКА НЕ ПОЙМАТЬ СИГНАЛОВ ДРУГИХ ЦИВИЛИЗАЦИЙ

Заведующий отделом декаметровой радиоастрономии Радиоастрономического института, кандидат физико-математических наук Олег Ульянов, с которым мы встретились сразу после возвращения из Граково, прокомментировал нам эти исследования:

- Насчет мира и радости согласен. А вот поймать сигналы других цивилизаций в ближайшее время не получится - не хватает мощности передатчиков: она должна быть соизмерима с мощностью излучения объектов, которые мы регистрируем нашими сверхчувствительными приемниками и антеннами. В мире еще нет передатчиков, способных достичь таких мощностей. Вы пробовали увидеть огонек спички, глядя на нее сквозь пламя костра? Не увидите. Так и у нас, в радиоастрономии. В отличие от оптики, в низкочастотном радиодиапазоне наша Галактика полыхает, имея яркостную температуру от 20-ти тысяч до 100 тысяч градусов. Это тот же костер, внутри которого мы находимся. Температура в фотосфере Солнца всего 5400 градусов, но уже в солнечной короне она достигает миллиона градусов. Поэтому мы можем регистрировать не тепловое излучение Солнца, а процессы, происходящие в его окрестностях, в короне. В радиодиапазоне есть вероятность зарегистрировать вспыхивающие звезды, хотя природа этих вспышек до конца не изучена.

Задача ученых - мониторинг ситуации, накапливание результатов наблюдений, осуществляемых в течение десятков и сотен часов, нескольких лет и даже десятилетий. Какая польза от этого человечеству? - Мы передаем свои знания новым поколениям, чтобы наука ускоренно развивалась и давала возможность практически использовать эти знания. Научная школа, подобная харьковской, создается десятилетиями, а может, и столетиями. Ее надо беречь, поддерживать материально и морально. Ведь как показывает история, любую научную школу можно разрушить почти мгновенно. К примеру, именно так во время Второй мировой войны была разрушена лидирующая тогда в мире немецкая школа физики: просто не стало погибшей под бомбежками уникальной аппаратуры, как и самих ученых.

По словам Олега Михайловича, радиотелескоп УТР-2 можно "навести" на 2 миллиона "точек" в небе. ГУРТ пока чуть скромнее, но ученые рассчитывают, что со временем он превзойдет УТР-2: "Это основание для гордости за отечественную науку, за свою страну".

- Другое дело, - сетует он, - что мы пока что возим жесткие диски с результатами наблюдений из Граково в Харьков автобусом: нет высокоскоростного интернета. Оптоволоконная линия связи готова, дожидаемся подключения. Все дело в деньгах, минимальная потребность - 80 тыс. грн в год. Мы и траву возле антенн косим сами, и не только в противопожарных целях: высокая трава, как и кусты, создает для радиоволн вредное отражение, а помехи нам не нужны, как не нужны и лишние расходы. К примеру, антенны того же ГУРТа в целях экономии сделаны не из стали, которую приходится периодически красить, защищая от атмосферных воздействий, причем стоимость покраски - несколько сот тысяч гривень, а из экономичных металлопластиковых труб.

МЫ ОДНИ В МИРЕ "ЛОВИМ" РАДИОВОЛНЫ НА САМЫХ НИЗКИХ ЧАСТОТАХ С ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ

- С помощью радиотелескопов УТР-2 и ГУРТ осуществляется с десяток ключевых исследовательских программ, - продолжает рассказ Олег Ульянов. - Это пионерские исследования рекомбинационных радиолиний под руководством академика НАН Украины Александра Коноваленко, исследования Солнца, остатков вспышек сверхновых звезд и областей ионизированого водорода, межзвездной и межпланетной среды, внегалактических объектов, радиоштормов Юпитера и молний на Сатурне (кстати, руководитель сатурниады - директор института, членкорр НАНУ Вячеслав Захаренко), пульсаров. Параллельно конструируются новые антенны: ведь мы "ловим" радиоволны на самых низких частотах, регистрируя их с поверхности Земли. Этого не делает никто в мире.

Какое это имет значение для человека? - Выбросы корональных масс Солнца влияют на магнитное поле Земли, а значит, и на нас с вами. Во время активности Солнца у многих людей повышается давление: вовремя прими лекарство - и живи дальше! Как вывод: мы подходим к возможности прогнозирования космической погоды. Радиоастрономический институт имеет партнеров в десятках стран Европы, Азии и США. Благодаря совместной работе с нашими радиотелескопами ученые всего мира могут сделать выводы о строении и развитии гигантского космического организма – Галактики и внегалактических объектов.

Итоговый комментарий мы попросили у директора Радиоастрономического института НАНУ, член-корреспондента НАНУ Вячеслава Захаренко.

Захаренко
Вячеслав Захаренко

- Наш институт проводит исследование Вселенной даже не с момента своего основания в 1985 году, а еще раньше - с 1971 года, с момента создания под руководством академика АН УССР Семена Яковлевича Брауде декаметрового радиотелескопа УТР-1, а затем и УТР-2 - на базе Института радиофизики и электроники АН УССР (Харьков), - говорит Захаренко. - Но и после создания УТР-2 харьковские ученые не остановились, а создали еще четыре дополнительных радиотелескопа (1976-1993 гг.), которые вместе с гигантом УТР-2 составляют единый инструмент - интерферометр УРАН. Его антенны расположены в городе Змиеве Харьковской области, а также в селе Степановка вблизи Полтавы, затем - на территории Волынской области и еще - под Одессой, в общем они охватывают территории в 900 км с востока на запад и около 600 км с севера на юг.

- Обычно у украинского читателя срабатывает стереотип, что все самое значительное было сделано при Советском Союзе, а сейчас ученые лишь пользуются достижениями того времени.

- Не преуменьшая тех достижений, сразу могу опровергнуть этот миф и ободрить наших читателей. Без постоянной модернизации радиотелескопов и радиоастрономической техники, без результатов мирового уровня, получаемых на УТР-2 и в системе УРАН, наши радиотелескопы давно бы ушли в историю, как ушли и уже разобраны на запчасти многие радиотелескопы во всем мире. К примеру, сейчас открыто порядка 2,5 тысяч пульсаров – экзотических остатков взрывов сверхновых звезд. До 2010 года в декаметровом диапазоне всеми радиотелескопами мира было обнаружено радиоизлучение всего 12 таких объектов. Мы же добавили к этому списку еще 30.

САТУРНИАНСКИЕ МОЛНИИ ВПЕРВЫЕ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ ЗАФИКСИРОВАНЫ УТР-2

- В 2006 году благодаря УТР-2, - говорит Вячеслав Захаренко, - впервые в мире наземный нструмент зафиксировал наличие разрядов молний в атмосфере Сатурна - инопланетных молний (ред. - за эту работу Захаренко с коллегами получили премию НАНУ имени С.Я.Брауде).

- А кто это может повторить? Есть такие радиотелескопы в мире?

- На поверхности Земли - никто. Мы даже страдаем от того, что сравнимых по эффективности инструментов нет ни у одной страны мира, и подтверждение наших результатов, а это в науке чрезвычайно важно, требует очень серьезных усилий. Так, факт наличия тех же самых сигналов молний на Сатурне подтвержден исследованиями, осуществленными с орбиты Сатурна космическим аппаратом "Кассини" (США). Впоследствии, в 2014 году, опубликованы наши результаты об открытии тонкой временной структуры этих молний, ведь приемная аппаратура УТР-2 имеет временное разрешение в 10 000 лучше, чем приемник на "Кассини". К тому же, сам космический аппарат в сентябре 2017 года отправлен вглубь облачного покрова газового гиганта и прекратил свое существование. Теперь миссия исследования сатурнианских молний лежит только на УТР-2.

О МЕЧТЕ АСТРОНОМОВ ВСЕГО МИРА

- Знаю, что в Граково введена в эксплуатацию первая очередь новейшего радиотелескопа харьковской марки под названием ГУРТ...

- Мечта астрономов всего мира – создать радиотелескоп с площадью в 1 млн. кв.м. На нашей обсерватории имени Брауде, где размещен УТР-2, достаточно места для того, чтоб ГУРТ достиг и даже превзошел этот масштаб. Уже сейчас для ГУРТа установлено 550 антенных элементов с рекордной чувствительностью. Все это стало возможным благодаря тому, что с 2006 года Национальная академия наук Украины создала специальную программу и выделяет на эти цели примерно по 1 млн грн в год. Первая очередь ГУРТа пущена в эксплуатацию в 2015 году. Сейчас установка антенн продолжается, хотя темпы должны быть значительно выше.

- Вопрос упирается в деньги?

- Конечно. Это очень масштабный проект. Достаточно сказать, что подобный, но более высокочастотный глобальный мировой проект Square Kilometre Array ("Один квадратный километр") финансируют более 10 высокотехнологичных стран, в том числе, Великобратания, Италия, Канада, и он имеет первоначальный бюджет в 1,5 млрд евро. Мы же при ограниченном финансировании предпочитаем вкладывать средства только в новые разработки: ГУРТ и его блоки - это уже цифровые схемы фазирования антенн.

- Какие еще задачи решает Радиоастрономический институт?

- Исследования института, где работают около 300 человек, включая трех академиков и четырех членов-корреспондентов НАНУ, около 30 докторов и более 50 кандидатов наук, кроме декаметровой и миллиметровой радиоастрономии охватывают широкий спектр научных направлений, связанных с изучением далекого и близкого космоса. Это молекулярная спектроскопия, которая исследует спектры молекул, находящихся в космосе и тех, которые загрязняют атмосферу нашей планеты. Это исследования таких важных составляющих оболочек Земли, как ионосфера, радиационные пояса, озоновый слой. Осуществляем и радиофизическое исследование ближнего космоса с антарктической станции "Академик Вернадский".

Для открытия тайн Вселенной радиотелескопы должны быть еще более чувствительные и установить их нужно не только на Земле, но и на обратной стороне Луны. Такой проект нами уже разработан. Символично, если, как мы ожидаем, новый радиотелескоп харьковской марки будет "прилунен" неподалеку от кратера, названного в честь академика Брауде...

Свежая новость: результаты харьковских радиоастрономов выдвинуты на соискание Государственной премии Украины в области науки и техники 2018 года. Речь идет об осуществленных здесь исследованиях радиоизлучения Вселенной на низкочастотных декаметрових волнах - одних из самых важных по своей информативности в современной всеволновой астрономии. Проведенные исследования и их результаты закрепляют приоритет Украины и обеспечивают ее интеграцию в европейский и мировой научный простор, включая присоединение к современным всемирным сетям наземных и космических радиотелескопов.

Светлана Лигостаева, Харьков

Фото Вячеслава Мадиевского и предоставленные Радиоастрономическим институтом

При цитировании и использовании каких-либо материалов в Интернете открытые для поисковых систем гиперссылки не ниже первого абзаца на «ukrinform.ru» — обязательны. Цитирование и использование материалов в офлайн-медиа, мобильных приложениях, SmartTV возможно только с письменного разрешения "ukrinform.ua". Материалы с пометкой «Реклама», «PR», а также материалы в блоке «Релизы» публикуются на правах рекламы, ответственность за их содержание несет рекламодатель.

© 2015-2018 Укринформ. Все права соблюдены.

Дизайн сайта — Студия «Laconica»
Расширенный поискСпрятать расширенный поиск
За период:
-