ГУРТ сканирует небо

Сооружение нового гигантского радиотелескопа начато в обсерватории им. С.Брауде Радиоастрономического института НАН Украины в семидесяти километрах от Харькова. Новый исследовательский инструмент, который получил условное название ГУРТ (гигантский украинский радиотелескоп), будет принимать радиоизлучение из космоса в декаметровом и метровом диапазонах. По своим возможностям он не уступит новейшим радиотелескопам аналогичного диапазона, которые сейчас строятся в других странах мира. Амбициозный проект начал воплощаться в жизнь в соответствии с целевой программой Национальной академии наук, посвященной перспективному развитию низкочастотной радиоастрономии в Украине. Стоимость гигантской антенны нового радиотелескопа — несколько миллионов гривен. Его сооружение финансирует Национальная академия наук Украины.

— Когда новый инструмент начнет работать? — спрашиваю у руководителя целевой программы НАНУ, заместителя директора Радиоастрономического института НАНУ, академика НАН Украины А. Коноваленко.

— Он уже работает, — говорит Александр Александрович. — Сооружены пока только две антенные решетки, каждая из которых содержит по двадцать пять элементов, но они уже принимают сигналы из космоса и дают информацию. Антенна телескопа нового поколения — довольно сложное устройство, своего рода гибрид антенны и компьютера. Как показали испытания, по своим параметрам — чувствительности, помехоустойчивости, диапазону частот — телескоп превосходит зарубежные аналоги. К тому же в несколько раз дешевле благодаря ноу-хау института, а также за счет того, что специалисты РИ НАНУ все работы проводят самостоятельно, начиная с теории, макетирования, изготовления электронных плат и заканчивая сбором конструкций. К концу нынешнего года появятся еще сто элементов, которые тоже сразу включатся в исследования, а к концу следующего года планируется построить около тысячи элементов.

Однако радиотелескопу УТР-2, который работает в обсерватории уже 40 лет, забвение не грозит. По словам специалистов, это уже совсем не тот инструмент, что был создан четыре десятка лет назад. Прежним осталось только его «железо», электроника же непрерывно модернизируется — используются новые радиотехнические системы приема и усиления сигналов, новые системы их обработки и регистрации. В результате УТР-2 и сейчас является самым большим, самым совершенным в мире инструментом исследования Вселенной в декаметровом диапазоне. Аппаратура, которая была создана для него харьковскими учеными и инженерами, признана лучшей в области низкочастотной радиоастрономии — ее покупают коллеги-радиоастрономы из других стран, например из Австрии и Франции.

Декаметровый диапазон, в котором работает УТР-2, представляет для астрономов большой интерес. С одной стороны, космическое излучение на более низких частотах с поверхности Земли наблюдать нельзя из-за экранирующего влияния ионосферы, а с другой — есть множество физических и астрофизических явлений и процессов в космосе, которые наиболее ярко проявляются как раз в этом диапазоне радиоволн. Результаты, полученные с помощью УТР-2, стимулировали огромный интерес к развитию экспериментальной базы низкочастотной радиоастрономии и строительству радиотелескопов в других странах, в том числе в США и Нидерландах. Харьковские астрономы не боятся конкуренции, считая ее нормальным процессом развития науки, но тоже не сидят без дела. Дело в том, что оба радиотелескопа — ГУРТ и УРТ-2 — не только находятся на одной территории, но и смогут работать как единый инструмент, который по своим возможностям превзойдет строящиеся в мире радиотелескопы аналогичного диапазона.

Кроме того, ГУРТ войдет во всеукраинскую сеть интерферометров — систему из отдельных радиотелескопов декаметрового диапазона меньшего размера, которые размещены в разных регионах Украины, но, синхронно принимая сигналы из космоса, могут имитировать огромную антенну, вытянутую на сотни километров. Это уникальная система, которой в мире до сих пор нет аналогов. Совместно с РИ НАНУ в этом проекте участвовали также специалисты Полтавской гравиметрической обсерватории НАН Украины и Львовского физико-механического института НАНУ. Украинские телескопы работают в интерферометрическом режиме также с антенной обсерватории в Нанси (Франция). Предполагается, что в будущем в эту «сеть для ловли звезд» можно будет подключить и строящийся сейчас в Нидерландах радиотелескоп LOFAR. В таком случае возможности системы возрастут многократно как с точки зрения ее «зоркости», так и ослабления негативных факторов — влияния ионосферы и радиопомех.

Какие научные проекты будут связаны с телескопом ГУРТ?

Само создание нового радиотелескопа, который сможет работать в паре с существующим УТР-2, — это уже очень большой научно-технический проект Национальной академии наук Украины. Новый инструмент будет иметь также собственные научные программы. Первая будет связана с изучением солнечной системы, в том числе Юпитера, Сатурна и солнечно-земных связей. По мере вхождения в строй новых антенных элементов специалисты РИ НАНУ начнут исследовать более удаленные космические объекты — активные звезды, пульсары, спектральные линии в межзвездной среде. И третья программа предусматривает изучение объектов, которые находятся за пределами нашей Галактики.

* * *

В 1932 году американский инженер Карл Янский, занимаясь настройкой разработанной им приемной радиоаппаратуры, случайно обнаружил излучение, которое имело явно не земное, а космическое происхождение. С этого момента начинается отсчет возникновения и бурного развития радиоастрономии.

Радиоастрономический институт НАН Украины в Харькове был создан в 1985 году, отпочковавшись от Института радиофизики и электроники НАНУ, где с 1956 года работала сначала лаборатория, а потом отделение радиоастрономии. Сейчас это известное в мире научное учреждение. Его специалисты работают со всеми диапазонами радиоволн из космоса, которые можно поймать на Земле. Харьковчанам удалось впервые обнаружить в глубинах Вселенной специфические радиолинии углерода, который является основой жизни. Они теоретически описали и исследуют огромные космические линзы, которые способны удваивать изображение космических объектов. Исследовали самые далекие объекты — остатки сверхновых звезд, радиогалактики, квазары — и создали их наиболее полный каталог с таблицей параметров и интенсивности излучения. Все эти годы институтом бессменно руководит академик НАН Украины Леонид Николаевич Литвиненко.

— Леонид Николаевич, за годы своего существования радиоастрономия показала нам новый облик мира, в котором мы живем, «населила» космос объектами, о существовании которых человечество раньше и не подозревало. Это пульсары, мазеры, находящиеся на самом краю Вселенной квазары, за которыми простирается пустота...

Очень интересный объект исследований в космическом пространстве — это сложные органические молекулы. Сейчас их обнаружено, в том числе харьковчанами, около 200 наименований. Специалисты РИ НАНУ, например, недавно открыли сложную девятиатомную молекулу ацетамида, можно сказать, осколок аминокислоты. Если в космосе будет обнаружена целая аминокислота, это будет еще один весомый аргумент в пользу того, что жизнь на Земле — не случайный феномен, а космическое явление. Открыть такие молекулы(а они находятся в космосе в газообразном состоянии) очень сложно, а исследовать для идентификации их спектр излучения в земных условиях — еще сложнее. Мы тоже занимаемся этой важнейшей проблемой — в институте работает одна из лучших в мире групп по спектральному исследованию молекул в радиочастотном диапазоне.

— Какие задачи в радиоастрономии считаются наиболее перспективными?

— Задач много! Например, нужно как можно детальнее изучить квазары, отгадать загадку их мощного энерговыделения, заглянуть в ближайшие окрестности ядер радиогалактик, черных дыр, в глубины областей образования молодых звезд, попытаться увидеть планеты вокруг других звездных систем.

Однако поиск и исследование таких феноменов радиоастрономии будет под силу лишь в том случае, если в строй войдет наземно-космический радиоинтерферометр, который будет обладать зоркостью в миллионные доли угловой секунды (вместо одной тысячной сейчас). Я имею в виду ожидаемый в этом году запуск космической системы «Радиоастрон», которая разработана учеными Астрокосмического центра Физического института им. П.Лебедева РАН (Россия) совместно с учеными других стран. Параболическое зеркало этого радиотелескопа будет работать на вытянутой орбите с апогеем 350 тысяч километров. В качестве наземных антенн интерферометра предлагается использовать радиотелескопы в России, Австралии, США и Украине. Ученые Радиоастрономического института НАН Украины активно участвуют в этом проекте, подготавливая к совместной работе с космическим радиотелескопом параболическую антенну телескопа РТ-70 Национального космического агентства, который расположен под Евпаторией.

— В Космосе бушуют громадные энергии пульсаров, квазаров и мазеров, взрываются сверхновые звезды, поглощают вещество черные дыры, летают астероиды и т.д. Насколько защищен от космических катаклизмов тот уголок Млечного пути, где находится наша планета?

— Трудно дать однозначный ответ.

Что касается глобальной катастрофы в связи с падением астероида, то, скорее всего, нам удастся ее избежать, поскольку за годы, прошедшие с тех пор, как человечество осознало эту опасность, были разработаны технологии увода нежелательных космических гостей с орбиты Земли.

Однако нашу планету, в принципе, могут подстерегать и другие опасности, связанные с не известными нам явлениями. Например, Солнечная система в процессе своего движения в Галактике может проходить сквозь специфические области, например плотные молекулярно-пылевые облака. Они могут быть не столь плотными, чтобы их можно было бы увидеть или ощутить во время дыхания, но настолько плотными, чтобы задержать часть солнечной энергии при ее движении к Земле. Если солнечная постоянная, то есть величина той энергии, которая приходит каждую секунду к Земле, изменится на тысячную, даже миллионную долю процента, это изменение может существенно повлиять на климат. В частности, возможно, этим объясняется такое явление, как ледниковые периоды — до сих пор не существует цельной теории их наступления.

Самое страшное, что могло бы случиться — взрыв в окрестностях Солнечной системы сверхновой звезды. В нашей Галактике сверхновые взрываются примерно раз в 50 лет. За счет таких взрывов происходит процесс обновления: синтезируются тяжелые элементы, включая железо и вообще всю таблицу Менделеева, вещество рассеивается, потом вновь начинает конденсироваться, возникают новые звезды и новые планеты, включая планеты с таким минеральным составом, как Земля. Если бы сверхновая взорвалась — по космическим масштабам — недалеко от нас, то все живое, конечно, было бы уничтожено.

Но я хочу вас заверить, что в ближайшей окрестности сверхновых звезд-кандидатов на взрыв нет. Мы вообще находимся в хорошем месте — довольно далеко от центра Галактики, где бушуют космические страсти и происходят огромные выделения энергии.

— Можно ожидать, что в космосе будут обнаружены совершенно новые явления или объекты?

— Новый низкочастотный радиотелескоп ГУРТ и наземно-космический радиоинтерферометр — очень серьезные инструменты для решения огромного количества новых астрофизических задач. Как известно, благодаря запуску космического оптического телескопа Хаббла было обнаружено явление ускоренного расширения Вселенной, которое удалось непротиворечиво объяснить только с привлечением теории, что она (Вселенная) в основном состоит из некоей темной, скрытой энергии и темной, скрытой материи. На долю всего наблюдаемого нами вещества и излучения — квазаров, галактик, звезд, планет — приходится только четыре-пять процентов от всей массы.

Надеемся, что работа новых инструментов может привести к революции в астрономии не в меньшей мере, чем в свое время это удалось сделать телескопу Хаббла. Например, теория предсказывает наличие совершенно удивительных, экзотических вещей, которые радиоастрономы сейчас не могут увидеть, в том числе так называемых кротовых нор — туннелей, которые, возможно, связывают между собой разные вселенные.

P.S. В эти майские дни директору Радиоастрономического института НАН Украины, академику НАНУ Леониду Николаевичу Литвиненко исполнилось 70 лет. Поздравляем!!!