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

Грядет ли закат социальных сетей? Грядет ли закат социальных сетей?

Ведущие мировые соцсети стремительно теряют капитализацию

Эксперт
Равные возможности для творчества. Как в России меняются библиотеки и создаются центры для развития талантов Равные возможности для творчества. Как в России меняются библиотеки и создаются центры для развития талантов

Как устроен формат новых модельных библиотек

СНОБ
Юлий Ким Юлий Ким

Поэт и драматург Юлий Ким глазами Дмитрия Быкова

Дилетант
Как привести в порядок пищевые привычки: советы диетолога Как привести в порядок пищевые привычки: советы диетолога

Как понять, что наш рацион изменился в худшую сторону?

Psychologies
«Мы в любом случае настроены на собственное производство» «Мы в любом случае настроены на собственное производство»

Текстильная компания «Нордтекс» решила вернуть прядильное производство в Россию

Эксперт
Даже не говори Даже не говори

Анастасия Красовская рассказала о съемках обнаженной и языке кино

Grazia
Возвращение на Пандору: как Джеймс Кэмерон повторяет сам себя в «Аватар: Путь воды» Возвращение на Пандору: как Джеймс Кэмерон повторяет сам себя в «Аватар: Путь воды»

Почему «Аватар: Путь воды» — важнейшее кинособытие за десятилетие

Forbes
Он весил 600 кг, но у него была жена. Самый толстый человек в истории Он весил 600 кг, но у него была жена. Самый толстый человек в истории

Джону Миноку повезло однажды сбросить больше 400 кг

ТехИнсайдер
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
Как пережить праздники в кругу семьи, если ваши родственники токсичны: 7 советов Как пережить праздники в кругу семьи, если ваши родственники токсичны: 7 советов

Советы психологов, которые помогут пройти через застолия без вреда для психики

Psychologies
Когда гости на пороге... Когда гости на пороге...

Чем запастись в преддверии праздников?

Лиза
На стороне надежды На стороне надежды

Как Аки Каурисмяки превратил доброту в достоинство и достоинство в доброту

Weekend
Поучиться у Жюля Верна и Гибсона: где обитают самые фантастические идеи для бизнеса Поучиться у Жюля Верна и Гибсона: где обитают самые фантастические идеи для бизнеса

Почему научфан полезно читать всем и какие технологии ждут нас завтра

Forbes
Актриса Софья Лебедева: «Съемки для Netflix — это четкий отработанный механизм, функционирующий без накладок» Актриса Софья Лебедева: «Съемки для Netflix — это четкий отработанный механизм, функционирующий без накладок»

«Сноб» поговорил с актрисой Софьей Лебедевой об опыте съемок в сериалах

СНОБ
Вибраторы и лечение. Когда и как появились компаньоны женщин — занимательная история Вибраторы и лечение. Когда и как появились компаньоны женщин — занимательная история

История вибраторов: как они помогали в лечении женщин

ТехИнсайдер
Это вообще нормально: как выстроить отношения с повзрослевшим ребенком Это вообще нормально: как выстроить отношения с повзрослевшим ребенком

Отрывок из книги «Чертовы подростки!» — о родительской тревоге, гневе и вине

Forbes
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
Юность, страсть и бунт: 2 фильма, заставляющих взглянуть на своих детей иначе Юность, страсть и бунт: 2 фильма, заставляющих взглянуть на своих детей иначе

Фильмы, которые помогут родителям лучше понять своих детей-подростков

Psychologies
Суперфуды праздника Суперфуды праздника

Не забывай вовремя подзаряжать внутренние батарейки!

Лиза
История дисс-культуры: откуда среди музыкантов взялась традиция «стрелять» друг в друга рифмами и панчами? История дисс-культуры: откуда среди музыкантов взялась традиция «стрелять» друг в друга рифмами и панчами?

История бифов — от битвы королей американского соула до российских "версусов"

Правила жизни
7 лайфхаков, как сушить одежду дома 7 лайфхаков, как сушить одежду дома

Нюансы и лайфхаки, как высушить одежду быстрее

ТехИнсайдер
Миллионы и миллиарды марок Миллионы и миллиарды марок

Почтовые марки Германии, которые тщетно пытались успеть за ценами

Дилетант
Невидимое преступление: что делать, если вы стали жертвой сталкинга Невидимое преступление: что делать, если вы стали жертвой сталкинга

Можно ли защитить себя от сталкера?

Forbes
Как главная звезда фильмов 1990-х Кёрсти Элли лишилась контрактов, славы и красоты из-за обжорства Как главная звезда фильмов 1990-х Кёрсти Элли лишилась контрактов, славы и красоты из-за обжорства

История борьбы Кёрсти Элли с лишним весом

VOICE
«Я рокер по натуре!» «Я рокер по натуре!»

Филипп Киркоров о самых необычных новогодних подарках

ЖАРА Magazine
Только сатану не призвали. История самой страшной рок-группы Только сатану не призвали. История самой страшной рок-группы

Необычные перформансы и рок: группу Mayhem сложно переплюнуть

ТехИнсайдер
Милое создание Милое создание

Эти симпатичные самодельные мелочи украсят твой дом и порадуют близких

Лиза
Как появился компьютерный интерфейс: прорыв легендарного американского изобретателя Как появился компьютерный интерфейс: прорыв легендарного американского изобретателя

Как случилась «мать всех презентаций»

ТехИнсайдер
Проект HMMWV и его аутсайдеры Проект HMMWV и его аутсайдеры

Идея создания HMMWV появилась в самом начале 1970-х годов

4x4 Club
Подсказывают актеры: какие сценические приемы можно использовать на публичных выступлениях Подсказывают актеры: какие сценические приемы можно использовать на публичных выступлениях

Актерские приемы, которые помогают справиться с волнением

Inc.
Открыть в приложении