Телескоп № 1: российские астрономы получат шанс изучить «кротовые норы»
Россия и Узбекистан достроят крупнейший в мире радиотелескоп для проверки гипотезы о том, что между разными галактиками существуют коридоры, так называемые кротовые норы. Базой международной обсерватории станет площадка на плато Суффа в Узбекистане, где 70-метровый радиотелескоп начали строить в 1980-е годы. Планируется, что «дорожная карта» проекта будет подписана на этой неделе. Для завершения работ требуется около 4 млрд рублей. Первые наблюдения ученые рассчитывают провести в 2023–2028 годах.
Астрономический долгострой
Плато Суффа находится на высоте более 2,5 тыс. м над уровнем моря, на границе с Таджикистаном. Оно было выбрано в 1980-е годы, как одно из лучших мест на территории СССР с точки зрения астроклимата: здесь 250 солнечных дней в году, разреженный воздух, и атмосфера дает минимальное поглощение радиосигнала. К моменту распада СССР строители успели возвести фундамент телескопа РТ-70 и установить на него гигантскую вилку — более чем стотонную конструкцию, соединяющую фундамент телескопа и его чашу (зеркало).
— Проект шел полным ходом, к 1991 году успели создать всё, кроме гигантской чаши телескопа. Если бы Советский Союз прожил еще два года, мы бы имели этот инструмент работающим, — уверен ведущий научный сотрудник Института прикладной физики РАН Вячеслав Вдовин, один из инициаторов возрождения проекта. — РТ-70 предназначен для работы в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах радиоволн. Мировая астрофизика активнейшим образом устремилась в эти диапазоны, так как здесь лежит колоссальное количество актуальных астрофизических задач: от изучения черных дыр и «кротовых нор» — коридоров, которые, как считают теоретики, соединяют различные точки во Вселенной, до исследования предельно ранней и предельно холодной Вселенной.
Лидирующий проект в радиоастрономии заморозили на 27 лет. За это время были построены 64-метровый радиотелескоп на острове Сардиния (Италия), также предназначенный для фундаментальных исследований в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне радиоволн, 50-метровый инструмент в Мексике, несколько крупных аналогичных объектов в Китае и комплекс ALMA (Атакамская большая антенная решетка миллиметрового диапазона), состоящий из 66 антенн.
Россия же на сегодня располагает 22-метровым инструментом в Крыму, но он работает в диапазоне длины волны не менее 3 мм и не охватывает других «окон» прозрачности атмосферы, в которые можно заглянуть за ее «горизонт»: 2 мм, 1,3 мм, 0,8 мм. А эффективная поверхность этой антенны составляет около 20% от ее общей площади. Еще есть два совсем небольших, 7-метровых, телескопа под Дмитровом, но под Москвой место для наблюдений в интересующем астрономов диапазоне совсем не привлекательное. Атмосферное одеяло «съедает» все излучение, приходящее от дальних и холодных объектов.
Разморозка
На консервацию объекта на плато Суффа на протяжении всех 27 лет Республикой Узбекистан выделялись средства, вспоминает директор Радиообсерватории РТ-70 Академии наук Узбекистана Геннадий Шанин.
— Небольшие, но достаточные для того, чтобы сохранить сооружение в приличном состоянии. В первые годы приходилось непросто — сторожили по ночам, чтобы ничего не растащили. Затем по решению президента Узбекистана Ислама Каримова у строящегося объекта поставили военный пост, — отметил он.
По словам Вячеслава Вдовина, было несколько импульсов к возрождению проекта, но дело сдвинулось после того, как в июне 2018 года президент РАН Александр Сергеев и первый заместитель министра науки и высшего образования Григорий Трубников побывали на площадке замороженного строительства.
— Стоимость достройки обсерватории оценивается в 4 млрд рублей. Разработана дорожная карта проекта на два года. Ее подписание президентом РАН Александром Сергеевым и президентом Академии наук Узбекистана Бехзодом Юлдашевым запланировано на 18–19 октября в Ташкенте, во время встречи лидеров двух стран на высшем уровне, — рассказал Геннадий Шанин. — Согласно документу, за два года нужно зарегистрировать международную обсерваторию «Суффа» как субъект международного права, проработать технико-экономическое обоснование и провести расконсервацию. Затем еще около трех лет потребуется, чтобы завершить строительство.
Глубокий взгляд во Вселенную
В готовом виде эффективность зеркала главного инструмента обсерватории «Суффа» будет сопоставима с самым крупным радиоастрономическим инструментом — проектом ALMA.
— В ALMA 66 маленьких 12-метровых и 7-метровых зеркал, которые реализуют режим интерферометра: они все одновременно «смотрят» в одну точку. Суммарная поверхность всех этих зеркал будет соизмерима с поверхностью РТ-70, — полагает Вячеслав Вдовин.
По мнению вице-президента РАН Юрия Балеги, на достройку и запуск телескопа потребуется 7–10 лет. PT-70 будет уступать комплексу ALMA, расположенному в горах на высоте 5 км, по астроклиматическим характеристикам, но он сможет собирать в своей чаше более слабые сигналы, сказал «Известиям» Юрий Балега.
— Он сможет заглянуть во Вселенную глубже, чем ALMA, и исследовать холодный космос, пылевые облака, ядра активных галактик. Это будет самый большой телескоп в мире, работающий в диапазоне длинны радиоволны около 1 мм, — отметил он.
РТ-70 сможет работать совместно с проектом ALMA и с орбитальным телескопом проекта «Миллиметрон», который планируется запустить на орбиту после 2025 года.
— Для чего у нас два глаза? Бинокулярное зрение позволяет нам лучше оценивать расстояние и создавать объемную картинку, — поясняет Вячеслав Вдовин. — Если вы эти два «глаза» разнесете на несколько млн км, а при совместной работе с орбитальным телескопом расстояние между инструментами составит около 350 тыс. км, то наблюдаемые нами таким образом объекты будут смотреться не в виде точки, а объемно. Если мы сделаем чувствительные приемники и разнесем их на такое расстояние, то сможем заглянуть в «кротовые норы», заглянуть в небо чужой Вселенной. Это захватывающая задача!
В проект РТ-70 была заложена адаптивная система, которая компенсирует деформацию зеркала при поворотах инструмента, сохраняя точность его поверхности, добавил Геннадий Шанин.
— Мы хорошо отслеживаем, как идет строительство больших телескопов в мире, еще никто не смог создать такую адаптивную систему, — уверен он.
Юрий Балега также полагает, что компенсировать деформации удастся, так как найдены инженерные решения. Но в научной среде есть и скептики, уверенные, что эту задачу решить не получится.
При корректировке проекта ученые стремятся придать ему многофункциональность: развернуть в международной обсерватории зондирование астероидов и космического мусора, построить оптический телескоп, установить высокоэффективные солнечные батареи, разрабатываемые в петербургском Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе для обеспечения резервной системы энергоснабжения обсерватории.
