Конец эпохи Аресибо
Построенный в 1963 году радиотелескоп в обсерватории Аресибо (Пуэрто-Рико) открыл новую эпоху в радиоастрономии и исследовании ионосферы Земли. Он стал первым в истории гигантским телескопом. Имея отражатель диаметром около 305 метров, он более полувека оставался крупнейшим в мире радиотелескопом со сплошным зеркалом, пока в 2016 году его не превзошёл 500-метровый китайский радиотелескоп FAST. (Российский 576-метровый РАТАН-600 не имеет сплошного отражателя.) Благодаря потрясающей чувствительности радиотелескопа Аресибо удавалось не только заглянуть в глубины космоса, но и разглядеть детали, недоступные другим телескопам. А новый метод исследования ионосферы, разработанный специально под него, позволил получить информацию с ранее недоступных высот. И вот 1 декабря 2020 года — из-за износа несущей конструкции — этот, пожалуй, самый известный в мире радиотелескоп разрушился.
Отражатель главного телескопа Аресибо расположен в естественной карстовой воронке и состоит из 38 778 перфорированных алюминиевых пластин размером примерно 1х2 метра общей массой около 350 тонн, уложенных на сетку из стальных тросов. Его глубина 51 метр. Над ним, на высоте 150 метров, располагалась платформа с приёмником радиосигнала (облучатель антенны), тремя радиопередатчиками для радиолокационных исследований и другими устройствами. Эта 820-тонная конструкция была подвешена на 18 стальных тросах к трём опорам (одна высотой 111 м, а две — 81 м, но все три вершины находятся на одной высоте).
Несчастья начались для стареющего главного* телескопа Аресибо ещё в январе 2014 года, когда землетрясение вызвало повреждение одного из тросов, который тогда удалось отремонтировать. 20 сентября 2017 года ураган «Мария» сломал 29-метровую радарную антенну, обломки которой повредили зеркало. Но добили телескоп землетрясения 2019 и 2020 годов. В итоге 10 августа 2020 года после тайфуна «Исайя» лопнул один из несущих тросов, который пробил в зеркале дыру длиной около 30 метров. Повреждение было невелико, но нагрузка на остальные тросы возросла. Лопнувший трос так и не заменили, а 6 ноября произошёл обрыв ещё одного троса. После этого инженеры предупредили, что оставшиеся тросы постепенно рвутся и платформа может упасть в любой момент. Поскольку безопасного способа провести ремонт они не нашли, 19 ноября Национальный научный фонд США (NSF), которому принадлежит обсерватория, объявил, что телескоп будет закрыт ввиду опасности разрушения и из-за слишком больших для ремонта повреждений.
* В обсерватории Аресибо есть несколько второстепенных инструментов для изучения космоса и верхних слоёв атмосферы.
Не успела научная общественность пережить шок, вызванный этим сообщением, как наступил финал драмы: 1 декабря 2020 года 820-тонная платформа рухнула на зеркало, выведя его из строя. На опубликованной NSF видеозаписи с дрона видно, как кабели оборвались на вершине одной из трёх башен, на которых была подвешена платформа. Она падает вниз и врезается в край тарелки. Верхушки всех трёх опор отламываются…
Дальнейшая судьба телескопа пока не ясна. Зеркало может быть снесено и построено заново или оставлено в руинах как есть. Возможно, будет создан аналогичный или даже лучший инструмент на этом месте или рядом с ним. Всё будет зависеть от того, выделит ли Конгресс США деньги. Что ж, будем ждать решения судьбы телескопа, а пока пробежимся по его богатой, более чем полувековой истории.
Парадоксально, но знаменитый телескоп изначально задумывался как радар для исследования ионосферы Земли (область атмосферы выше 80—100 км). Породили проект, как это не раз бывало, военные нужды. Хорошо показавшие себя в противовоздушной обороне во время второй мировой войны радиолокаторы (радары) в 1950-е годы стали использовать для слежения за баллистическими ракетами. Для эффективной работы радаров потребовалось, в частности, изучить свойства ионосферной плазмы на больших высотах. Для этого начиная с 1920-х годов также применяли радары, используя свойство радиоволн отражаться от плазмы. Поскольку радиоволна заданной частоты отражается при определённом значении концентрации электронов, то, изменяя частоту излучения и определяя расстояние до места отражения, можно установить высотную зависимость электронной концентрации в ионосфере. Проблема была в том, что эта зависимость имеет максимум на высотах 250—400 км. Далее концентрация с высотой убывает, и радиоволны большой частоты, способные проникнуть за максимум, уже не могут отразиться и вернуться назад, неся информацию.