ГУРТ сканує небо

Спорудження нового гігантського радіотелескопа розпочато в обсерваторії ім. С.Брауде Радіоастрономічного інституту НАН України за сімдесят кілометрів від Харкова. Новий дослідницький інструмент, що отримав умовну назву ГУРТ (гігантський український радіотелескоп), прийматиме радіовипромінювання з космосу в декаметровому і метровому діапазонах. Своїми можливостями він не поступиться новітнім радіотелескопам аналогічного діапазону, які нині будуються в інших країнах світу. Амбіційний проект почав втілюватися в життя відповідно до цільової програми Національної академії наук, спрямованої на перспективний розвиток низькочастотної радіоастрономії в Україні. Вартість гігантської антени нового радіотелескопа — кілька мільйонів гривень. Його спорудження фінансує Національна академія наук України.

— Коли новий інструмент почне працювати? — запитую в керівника цільової програми НАНУ, заступника директора Радіоастрономічного інституту НАНУ, академіка НАН України О.Коноваленка.

— Він уже працює, — каже Олександр Олександрович. — Споруджено поки що тільки дві антенні решітки, кожна з яких містить по двадцять п’ять елементів, але вони вже приймають сигнали з космосу і дають інформацію. Антена телескопа нового покоління — досить складний пристрій, свого роду гібрид антени та комп’ютера. Як засвідчили випробування, за своїми параметрами — чутливістю, перешкодостійкісю, діапазоном частот — телескоп перевершує закордонні аналоги. До того ж він у кілька разів дешевший завдяки ноу-хау інституту, а також за рахунок того, що фахівці РІ НАНУ всі роботи виконують самостійно, від теорії, макетування, виготовлення електронних плат і до складання конструкцій. На кінець нинішнього року з’являться ще сто елементів, які теж відразу включаться в дослідження, а до кінця наступного року планується побудувати близько тисячі елементів.

Проте радіотелескопу УТР-2, який працює в обсерва­торії вже 40 років, забуття не загрожує. За словами фахівців, це вже зовсім не той інструмент, що був створений чотири десятки років тому. Колишнім залишилося тільки його «залізо», електроніка ж безперерв­но модернізується — використовуються нові радіотехнічні системи приймання і посилення сигналів, нові системи їх опрацювання та реєстрації. Відтак УТР-2 і тепер є найбільшим, найдосконалішим у світі інструментом дослідження Всесвіту в декаметровому діапазоні. Апаратура, створена для нього харківськими вченими та інженерами, визнана кращою в галузі низькочастотної радіоастрономії — її купують колеги-радіоастрономи з інших країн, наприклад з Австрії та Франції.

Декаметровий діапазон, у якому працює УТР-2, становить для астрономів великий інтерес. З одного боку, космічне випромінювання на більш низьких частотах із поверхні Землі спостерігати не можна через екрануючий вплив іоно­сфери, а з іншого — є безліч фізичних та астрофізичних явищ і процесів у космосі, які найяскравіше проявляються саме в цьому діапазоні радіо­хвиль. Результати, отримані з допомогою УТР-2, стимулювали величезне зацікавлення розвитком експериментальної бази низькочастотної радіоастрономії та будівництво радіотелескопів в інших країнах, зокрема у США, в Нідерландах. Харківські астрономи не бояться конкуренції, вважаючи її нормальним процесом розвитку науки, але теж не сидять склавши руки. Річ у тому, що обидва радіотелескопи — ГУРТ і УРТ-2 — не тільки розміщені на одній території, а й зможуть працювати як єдиний інструмент, що своїми можливостями перевершить радіотелескопи аналогічного діапазону, сконструйовані у світі.

Крім того, ГУРТ увійде до всеукраїнської мережі інтерферометрів — системи з окремих радіотелескопів декаметрового діапазону меншого розміру, що розміщені в різних регіонах України, але, одночасно приймаючи сигнали з космосу, можуть імітувати величезну антену, витягнуту на сотні кілометрів. Це унікальна система, якій у світі досі аналогів немає. Спільно з РІ НАНУ в цьому проекті брали участь також фахівці Полтавської гравіметричної обсерваторії НАН України та Львівського фізико-механічного інституту НАНУ. Українські телескопи працюють в інтерферометричному режимі також з антеною обсерваторії в Нансі (Франція). Передбачається, що в майбутньому в ці «тенета для ловлі зірок» можна буде підключити і радіотелескоп LOFAR, який будують нині в Нідерландах. У такому разі можливості системи зростуть багатократно — із погляду як її «зіркості», так і ослаблення негативних чинників: впливу іоносфери та радіоперешкод.

Які наукові проекти будуть пов’язані з телескопом ГУРТ?

Саме створення нового радіотелескопа, який зможе працювати в парі з наявним УТР-2, — це вже дуже великий науково-технічний проект Національної академії наук України. Новий інструмент матиме також власні наукові програми. Перша буде пов’язана з вивченням сонячної системи, зокрема Юпітера та Сатурна, і сонячно-земних зв’язків. Із введенням в експлуатацію нових антенних елементів фахівці РІ НАНУ почнуть досліджувати більш віддалені космічні об’єкти — активні зірки, пульсари, спектральні лінії в міжзоряному середовищі. І третя програма передбачає вивчення об’єктів, які перебувають за межами нашої Галактики.

* * *

У 1932 році американський інженер Карл Янський, настроюючи розроблену ним приймальну радіоапаратуру, випадково виявив випромінювання, що мало явно не земне, а космічне походження. З цього моменту починається відлік виникнення і бурхливого розвитку радіоастрономії.

Радіоастрономічний інститут НАН України в Харкові було створено 1985 року відбруньковуванням від Інституту радіофізики та електроніки НАНУ, де з 1956 року спочатку працювала лабораторія, а потім — відділення радіоастрономії. Тепер це відома у світі наукова установа. Її фахівці працюють із усіма діапазонами радіохвиль із космосу, які можна впіймати на Землі. Харків’янам пощастило вперше виявити у глибинах Всесвіту специфічні радіолінії вуглецю, який є основою життя. Вони теоретично описали й досліджують велетенські космічні лінзи, що здатні подвоювати зображення космічних об’єктів. Досліджували найвіддаленіші об’єкти — рештки наднових зірок, радіогалактики, квазари — і склали їх найбільш повний каталог із таблицею параметрів та інтенсивності випромінювання. Всі ці роки інститутом незмінно керує академік НАН України Леонід Миколайович Литвиненко.

— Леоніде Миколайовичу, за роки свого існування радіоастрономія показала нам новий образ світу, в якому ми живемо, «населила» космос об’єктами, про існування яких людство раніше й гадки не мало. Це пульсари, мазери, квазари, що містяться на краю Всесвіту і за якими простягається порожнеча...

Дуже цікавий об’єкт досліджень у космічному просторі — складні органічні молекули. Зараз їх виявлено, зокрема, харків’янами, близько 200 найменувань. Фахівці РІ НАНУ, наприклад, недавно відкрили складну дев’ятиатомну молекулу ацетаміду, можна сказати — осколок амінокислоти. Якщо в космосі вдасться виявити цілу амінокислоту, це буде ще один вагомий аргумент на користь того, що життя на Землі — не випадковий феномен, а космічне явище. Відкрити такі молекули — а вони перебувають у космосі в газоподібному стані — дуже складно, а досліджувати для ідентифікації їхній спектр випромінювання в земних умовах — ще складніше. Ми теж займаємося цією надзвичайною важливою проблемою — в інституті працює одна з найкращих у світі груп зі спектрального дослідження молекул у радіочастотному діапазоні.

— Які завдання в радіоастрономії вважаються найперспективнішими?

— Завдань багато! Наприклад, потрібно якомога детальніше вивчити квазари, відгадати загадку їхнього потужного енерговиділення, заглянути в найближчі околиці ядер радіогалактик, чорних дір, у глибини ділянок утворення молодих зірок, спробувати побачити планети навколо інших зоряних систем.

Проте пошук і дослідження таких феноменів радіоастрономії буде під силу лише в тому разі, якщо стане до експлуатації наземно-космічний радіоінтерферометр, зіркість якого становитиме мільйонні частки кутової секунди (замість однієї тисячної тепер). Я маю на увазі очікуваний нинішнього року запуск космічної системи «Радіоастрон», розробленої вченими Астрокосмічного центру Фізичного інституту ім. П.Лебедєва РАН (Росія) спільно з ученими інших країн. Параболічне дзеркало цього радіотелескопа працюватиме на витягнутій орбіті з апогеєм 350 тисяч кілометрів. Як наземні антени інтерферометра пропонується використовувати радіотелескопи в Росії, Австралії, США та Україні. Вчені Радіоастрономічного інституту НАН України беруть активну участь у цьому проекті, готуючи до спільної роботи з космічним радіотелескопом параболічну антену телескопа РТ-70 Національного космічного агентства, що розміщений під Євпаторією.

— У Космосі вирують гігантські енергії пульсарів, квазарів і мазерів, вибухають наднові зірки, поглинають речовину чорні діри, літають астероїди тощо. Наскільки захищений від космічних катаклізмів той куточок Чумацького шляху, де міститься наша планета?

— Важко дати однозначну відповідь.

Що ж стосується глобальної катастрофи у зв’язку з падінням астероїда, то, швидше за все, нам пощастить її уникнути, оскільки за роки, котрі минули відтоді, як людство усвідомило цю небезпеку, було розроблено технології виведення небажаних космічних гостей з орбіти Землі.

Проте на нашу планету, у принципі, можуть чатувати й інші небезпеки, пов’язані з не відомими нам явищами. Наприклад, Сонячна система у процесі свого руху в Галактиці може проходити крізь специфічні ділянки, наприклад щільні молекулярно-пилові хмари. Вони можуть бути не настільки щільними, щоб це було видно чи відчувалося у процесі дихання, але настільки щільними, аби затримати частину сонячної енергії при її русі до Землі. Якщо сонячна стала, тобто величина тієї енергії, яка приходить щосекунди до Землі, зміниться на тисячну, навіть мільйонну частку відсотка, ця зміна може істотно вплинути на клімат. Зокрема, можливо, цим пояснюється таке явище, як льодовикові періоди, — досі немає цільної теорії їхнього наступу.

Найстрашніше, що могло б статися, — вибух в околицях Сонячної системи наднової зірки. У нашій Галактиці наднові вибухають приблизно один раз на 50 років. Завдяки таким вибухам відбувається процес відновлення: синтезуються важкі елементи, включно із залізом і взагалі всією таблицею Менделєєва, речовина розсіюється, потім знову починає конденсуватися, виникають нові зірки й нові планети, зокрема й планети з таким мінеральним складом, як Земля. Якби наднова вибухнула — за космічними масштабами — неподалік від нас, то все живе, звичайно, було б знищене.

Але я хочу вас запевнити, що в найближчих околицях зірок-кандидатів на вибух наднових немає. Ми взагалі перебуваємо у хорошому місці — досить далеко від центру Галактики, де вирують космічні пристрасті й відбуваються величезні виділення енергії.

— Чи можна очікувати, що в космосі буде виявлено абсолютно нові явища або об’єкти?

— Новий низькочастотний радіотелескоп ГУРТ і наземно-космічний радіоінтерферометр — дуже серйозні інструменти для розв’язання безлічі нових астрофізичних задач. Як відомо, завдяки запуску космічного оптичного телескопа Хаббла виявили явище прискореного розширення Всесвіту, яке вдалося несуперечливо пояснити тільки із залученням теорії, що він (Всесвіт) в основному складається з якоїсь темної, прихованої енергії і темної, прихованої матерії. На частку всіх речовин і випромінювання — квазарів, галактик, зірок, планет, усього, що ми спостерігаємо, — припадає тільки чотири-п’ять відсотків від усієї маси.

Сподіваємося, що робота нових приладів може привести до революції в астрономії не меншою мірою, ніж свого часу це вдалося зробити телескопу Хаббла. Наприклад, теорія передбачає наявність абсолютно надзвичайних, екзотичних речей, яких радіоастрономи зараз не можуть побачити, зокрема так званих кротячих нір — тунелів, котрі, можливо, зв’язують між собою різні всесвіти.

P. S. У ці травневі дні директору Радіоастрономічного інституту НАН України, академікові НАНУ Леоніду Миколайовичу Литвиненку виповнилося 70 років. Вітаємо!!!