В Бурятии начинают строить наземный солнечный телескоп с трехметровым зеркалом

ЭкспертНаука

Через тернии к Солнцу

В Бурятии начинают строить наземный солнечный телескоп с трехметровым зеркалом. Он позволит ученым увидеть глубинные слои фотосферы нашей звезды

Наталья Быкова

Необычайно прозрачная атмосфера в поселке Монды создает идеальные условия для наблюдения за Солнцем

В долине реки Иркут с видом на главную вершину Саянских гор, заснеженный Мунку-Сардык, у самой границы с Монголией находится бурятский поселок Монды. По меркам европейской части России здесь холодно и зимой, и летом: среднегодовая температура — минус три градуса, в январе бывает и минус сорок, круглый год дуют сильные ветра. В этой суровой местности живут красные волки и снежные барсы — виды, находящиеся на грани исчезновения. А еще здесь фиксируется эталонное качество воздуха и 325 дней в году светит солнце. Именно поэтому более полувека назад в окрестностях поселка была построена Саянская солнечная обсерватория при Сибирском институте земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн Сибирского отделения Академии наук СССР (СибИЗМИР СО АН СССР).

Обсерваторию оснастили уникальным для того времени инструментом — универсальным автоматизированным солнечным телескопом (АСТ) с диаметром зеркала 80 сантиметров и разрешением в одну угловую секунду, что позволяет видеть на Солнце объекты размером чуть более 700 километров. АСТ долго оставался мировым рекордсменом по своим ключевым характеристикам. С его помощью была впервые детализирована картина всплытия магнитного поля активной области из нижних слоев звезды на поверхность, обнаружены закономерности магнитного поля на разных стадиях эволюции активной области, найдены структуры, от которых зависит стабильность солнечных пятен, и продемонстрировано множество новых взаимосвязей.

Но за десятки лет астрофизика продвинулась далеко вперед. АСТ теперь не входит даже в пятерку самых больших телескопов мира и, несмотря на недавнюю модернизацию, не успевает за темпом открытий в области физики Солнца. В мире появились инструменты несопоставимого уровня, которые позволяют видеть структуры размером менее 200 и даже менее 100 километров. Их главное преимущество — размер зеркал. По законам оптики, чем более детальный снимок вы хотите получить, тем больше света потребуется собрать прибором. Следовательно, чтобы рассмотреть детали на Солнце, нужны телескопы с очень большими зеркалами.

В начале декабря этого года стало известно, что Институт солнечно-земной физики СО РАН (преемник СибИЗМИР СО АН СССР) приступает к строительству нового крупного солнечного телескопа-коронографа (КСТ-3) с диаметром зеркала три метра и разрешающей способностью 0,1 угловой секунды, что откроет ученым доступ к изучению солнечных объектов размером менее 70 километров. «Это совсем иная весовая категория в астрофизике. Столь подробная детализация звезды означает вхождение в зону неизведанного, в которой ученым только предстоит разбираться», — комментирует директор Астрономической обсерватории Иркутского госуниверситета и старший научный сотрудник ИСЗФ СО РАН Сергей Язев.

Проект уже получил положительное заключение для ведения строительных работ от Главгосэкспертизы РФ. Согласно ему, КСТ-3 будет представлять собой сложнейший комплекс приборов, изготовленных преимущественно или полностью из отечественных узлов и деталей. Зеркала телескопа поручено делать Лыткаринскому заводу оптического стекла — одному из мировых лидеров в создании оптики для астрономических приборов, чудом выжившему и даже укрепившему позиции в постсоветский период. Всего схема КСТ-3 включает в себя 13 зеркал; главное, трехметровое, будет изготовлено из астроситалла — особого стеклокерамического материала толщиной 120 миллиметров. Масса готового зеркала оценивается в 2,12 тонны. Телескоп водрузят на 30-метровую башню, общая длина строения составит 42 метра. Сверху возведут 120-тонный высокотехнологичный купол с управляемыми заслонками и встроенной системой охлаждения, который будет защищать прибор от снега и дождя, не нарушая естественных погодных условий — температуры воздуха и дуновения ветра. Кроме того, запланированы здание для технологического оборудования, лабораторный и административный корпуса. После введения в эксплуатацию, что запланировано на 2030 год, телескоп будет в автоматическом режиме непрерывно передавать данные о нашей звезде.

С помощью КСТ-3 ученые надеются пролить свет на одно из самых загадочных событий нашей Звезды — так называемое солнечное динамо, процессы генерации магнитного поля из-за движений плазмы

Русский размер

По размеру КСТ-3 не станет рекордсменом, хотя и войдет в «клуб чемпионов». Лидирует же американский DKIST с четырехметровым зеркалом, построенный в прошлом году на Гавайях за 334 млн долларов и позволяющий видеть структуры размером до 20 километров.

Кроме того, есть проекты еще двух крупных телескопов. В 2024 году на базе испанской обсерватории Roque de los Muchachos на Канарских островах начнется строительство европейского солнечного телескопа с зеркалом диаметром четыре метра — этот проект оценивается в 150 млн евро. А в западной части Китая планируется соорудить гигантский телескоп с пятиметровым зеркалом за 90 млн долларов. Правда, недавно КНР, практически синхронно с Россией, объявила о работах по возведению двухметрового солнечного телескопа, и никто не знает, отказался ли Китай от идеи пятиметровой оптики или просто решил ею не ограничиваться.

Трехметровый диаметр зеркала отечественного телескопа был выбран по соотношению цена — качество. По словам российских ученых и инженеров, при рекордном на сегодня размере четыре метра технические требования к спектрографам и фильтрографам прибора сильно ужесточаются и стоимость проекта стремительно возрастает. При этом с точки зрения качества трехметровый телескоп обеспечивает практически такой же результат, что и четырехметровый.

Кстати, бюджет менее масштабного российского проекта оказался значительно выше бюджета больших зарубежных телескопов. КСТ-3 вместе с инфраструктурой обойдется в 30 млрд рублей — это примерно 500 млн долларов. И сумма еще может увеличиться, поскольку, по словам директора Института солнечно-земной физики СО РАН Андрея Медведева, многие детали уникальны, не имеют полных аналогов и получили пока только предварительную оценку. В стоимость, вероятно, заложены и риски первопроходцев: в России налажено производство далеко не всех компонентов, а приобретать комплектующие у иностранных поставщиков сейчас крайне сложно или вовсе невозможно. В числе факторов, повышающих цену, и отсутствие практики подобного строительства. Последний масштабный проект такого рода — Большой вакуумный телескоп Байкальской астрофизической обсерватории — был реализован в России в 1980 году.

Специалисты считают, что старту работ над КСТ-3 даже при всех имеющихся сложностях стоит порадоваться. «Получить доступ к международным приборам данного типа могут многие, но изготовить такой инструмент способно лишь небольшое число стран. Поэтому впечатляет уже сама стройка», — отмечает старший научный сотрудник Института космических исследований РАН Сергей Богачев.

Многие надеются, что при возведении трехметрового солнечного телескопа российские ученые и инженеры отработают необходимые компетенции, которые в дальнейшем можно будет использовать для изготовления более мощных телескопов, причем не только для исследования Солнца.

Саянская солнечная обсерватория Института солнечно-земной физики СО РАН готовится к самой масштабной и дорогой модернизации в своей истории

За что платим

КСТ-3 позволит проводить спектральный анализ и получать данные о магнитных полях и движениях вещества, изучать солнечные вспышки, корональные выбросы массы и другие явления. С помощью нового инструмента ученые намерены исследовать тонкую структуру фотосферы, которая недоступна для телескопов малого диаметра и орбитальных обсерваторий. В частности, астрономы надеются разгадать одну из самых больших загадок — так называемое солнечное динамо, процесс генерации магнитного поля из-за движений плазмы, которые, предположительно, служат мощнейшим естественным фактором изменения климата на Земле. Несмотря на 150-летнюю историю ежедневных наблюдений за Солнцем, данных о нашей звезде у специалистов по-прежнему очень мало.

«До сих пор на сто процентов неизвестны даже природа магнитного поля, причины переполюсовки Солнца и периодов полного затухания его активности, когда там вообще не наблюдается никаких пятен. Все существующие теории нужно проверять — подтверждать либо опровергать с помощью более точных измерений и исследований тонкой структуры фотосферы», — уверен замдиректора по науке ИСЗФ РАН Сергей Олемской.

Прикладным результатом исследований на новом коронографе, как предполагает замруководителя Астрокосмического центра Физического института им. П. Н. Лебедева РАН Алексей Рудницкий, станет информация о корональных выбросах плазмы Солнца, летящих к Земле: они могут давать серьезную радиационную нагрузку на космические аппараты. Точное прогнозирование таких событий позволит минимизировать многие неприятности в околоземном космическом пространстве. На Земле данные, полученные с КСТ-3, будут полезны при составлении прогноза космической погоды и геомагнитных бурь.

Телескоп в Мондах не первый инструмент, создаваемый в рамках мегапроекта по строительству Национального гелиогеофизического комплекса РАН (НГК), который реализует Институт солнечно-земной физики СО РАН. На сегодняшний день уже сооружен комплекс оптических инструментов в поселке Торы (Бурятия). В 2023 году завершится стройка Сибирского радиогелиографа для радиоастрофизической обсерватории ИСЗФ РАН в бурятском поселке Байдары. Для этого прибора уже смонтировано 528 антенн с поворотными устройствами, ведутся испытания. По словам директора института Андрея Медведева, «инструмент позволяет делать снимки в таком диапазоне, в котором их еще никто не делал, — например, получать объемные изображения корональных дыр, протуберанцев, активных областей». Общий бюджет НГК — 100 млрд рублей.

Возможность проводить исследования на переднем крае науки о космосе становится все более дорогим удовольствием. Помимо наземных телескопов астрофизикам требуются летающие обсерватории, радары, лидары, приемники излучения, астроспектрометры, магнитографы, поляриметры и множество других инструментов. Все приборы, как правило, уникальны, постоянно усложняются и, соответственно, растут в цене. Если заглянуть в историю, эта безумная гонка началась еще в далеком 1957 году, с запуска первого искусственного спутника Земли «Спутник-1». Сделанный в СССР шарик диаметром около 58 см, за 90 дней 1440 раз облетевший нашу планету, обошелся в 250 млн рублей. Он не позволил получить особо ценной информации, но дал импульс расцвету науки, технологий и высокотехнологичной промышленности в отдельно взятой стране и во всем цивилизованном мире. Сегодня невозможно представить жизнь без современных карт, беспроводной связи, систем геолокации и цифровых камер, инфракрасных термометров и даже фильтров для воды, созданных благодаря исследованиям космоса.

Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Азиатский переполох и немного Африки: куда уходит бизнес Азиатский переполох и немного Африки: куда уходит бизнес

Российские компании наращивают присутствие в странах Азии и Африки

Эксперт
Миома и саркома матки: что нужно знать об этих заболеваниях каждой женщине? Миома и саркома матки: что нужно знать об этих заболеваниях каждой женщине?

Миома матки: симптомы заболевания, диагностика и факторы риска

Psychologies
Не сидят в нишах Не сидят в нишах

Смогут ли банки маркетплейсов и торговых сетей потеснить традиционных игроков?

Эксперт
Потеря, тревога и стресс: как справиться с сильными переживаниями — 5 проверенных техник Потеря, тревога и стресс: как справиться с сильными переживаниями — 5 проверенных техник

Способы, которые помогают снизить уровень тревожности в трудные времена

Psychologies
Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
Что посмотреть родителям, чтобы лучше понимать детей: 6 российских и зарубежных фильмов Что посмотреть родителям, чтобы лучше понимать детей: 6 российских и зарубежных фильмов

Фильмы, которые стоит посмотреть родителям как маленьких детей, так и подростков

Psychologies
Шокирующая история: лишь небольшая царапина от домашнего кота довела ребенка до клинической шизофрении Шокирующая история: лишь небольшая царапина от домашнего кота довела ребенка до клинической шизофрении

Какой будет ваша реакция, если ваш ребенок скажет, что он проклятый сын дьявола?

ТехИнсайдер
«Это просто я» «Это просто я»

Как наука объясняет наши странности и привычки

N+1
От Лабковского до Ильяхова: самые продаваемые книги в жанре нон-фикшен в 2022 году От Лабковского до Ильяхова: самые продаваемые книги в жанре нон-фикшен в 2022 году

Список самых продаваемых книг в категории нон-фикшен за 2022 год

Forbes
3 ошибки в поисках счастья, которые нельзя совершать 3 ошибки в поисках счастья, которые нельзя совершать

О же чем нужно помнить, пытаясь построить счастливую жизнь?

Psychologies
«Яндекс»: умножение делением «Яндекс»: умножение делением

Главная IT-компания России «Яндекс» разделилась на две части

Эксперт
Приседания: элементарно и эффективно. Неожиданная польза простого упражнения Приседания: элементарно и эффективно. Неожиданная польза простого упражнения

Мало кто знает, насколько приседания полезны для организма и здоровья

Лиза
«Я старше всех в команде»: история тестировщицы, сменившей профессию почти в 40 лет «Я старше всех в команде»: история тестировщицы, сменившей профессию почти в 40 лет

QA-инженер рассказала о смене профессии в зрелом возрасте

VC.RU
Тайны асимметричного мира: почему большинство людей — правши Тайны асимметричного мира: почему большинство людей — правши

Глава из книги «Почему сердце находится слева, а стрелки часов двужутся вправо»

Forbes
Вот на что еще способна обычная соль: 10 самых нужных лайфхаков на каждый день Вот на что еще способна обычная соль: 10 самых нужных лайфхаков на каждый день

Вы удивитесь, когда узнаете, на что еще способна обычная соль

ТехИнсайдер
Анкилозавры сражались друг с другом также яростно, как с тираннозавром Анкилозавры сражались друг с другом также яростно, как с тираннозавром

Костяные наросты на боках анкилозавра были сломаны не в борьбе с хищником

ТехИнсайдер
Динозавры вымерли, а он остался Динозавры вымерли, а он остался

Это растение мы с ребятами нашли под вечер, в старом заброшенном парке

Наука и жизнь
Модель для доллара: чему крипторынок может научить классических финансистов Модель для доллара: чему крипторынок может научить классических финансистов

Криптовалюты помогают моделировать критические ситуации на финансовом рынке

Forbes
Все и стразы Все и стразы

Надежда Калеганова и Виктория Клинкова рассказали о своих нулевых

Grazia
Почему атлеты пьют много протеиновых коктейлей: не вредно ли это? Почему атлеты пьют много протеиновых коктейлей: не вредно ли это?

Протеин — просто белок, и которого много пользы при правильном употреблении

ТехИнсайдер
Откуда у людей появляется кариес, что происходит при этом заболевании и насколько оно опасно? Откуда у людей появляется кариес, что происходит при этом заболевании и насколько оно опасно?

Вот почему появляется кариес и как не допустить его образования

ТехИнсайдер
«Русские коллекционеры сильно переплачивают»: что нам дает знание арт-рынка Фландрии «Русские коллекционеры сильно переплачивают»: что нам дает знание арт-рынка Фландрии

Как знание истории фламандского арт-рынка помогает понять искусство Рубенса

Forbes
Главная соперница Мэрилин Монро, которая сильно поплатилась за свою красоту: история Джейн Мэнсфилд и загадочная смерть Главная соперница Мэрилин Монро, которая сильно поплатилась за свою красоту: история Джейн Мэнсфилд и загадочная смерть

Джейн Мэнсфилд трагически погибла молодой, оставив после себя множество слухов

ТехИнсайдер
Лучшие масла для жарки: советы от экспертов Лучшие масла для жарки: советы от экспертов

Как сделать жареные продукты менее губительными для здоровья?

ТехИнсайдер
Она носила мужчин на руках: Леди Геркулес - самая сильная женщина XIX века Она носила мужчин на руках: Леди Геркулес - самая сильная женщина XIX века

Не все девушки в мире отличались своей хрупкостью и женственностью

ТехИнсайдер
Гены, бактерии и… эволюция Гены, бактерии и… эволюция

Интервью с Петром Сергиевым об исследовании генов

Наука и жизнь
Образ жизни Образ жизни

Петр Аксенов устроил в квартире на Адмиралтейской набережной светский салон

Собака.ru
Как пережить череду новогодних вечеринок без потерь для внешности Как пережить череду новогодних вечеринок без потерь для внешности

Как не "потерять" лицо в череде новогодних вечеринок?

VOICE
Лучи Светланы: как популярное женское имя стало символом электрификации Лучи Светланы: как популярное женское имя стало символом электрификации

Как имя романтической героини Светланы стало символом строительства коммунизма

Forbes
Париж стоит мессы? Париж стоит мессы?

На протяжении почти 40 лет во Франции полыхала одна война

Дилетант
Открыть в приложении