Interfax-Russia.ru — Радиогелиограф заработает в 2023 году в составе Национального гелиогеофизического комплекса РАН. Он позволит ученым получать томограмму Солнца.
Сфотографировать Солнце
Институт солнечно-земной физики (ИСЗФ, Иркутск) Сибирского отделения РАН в 2023 году введет в эксплуатацию солнечный радиогелиограф. Он является одним из объектов Национального гелиогеофизического комплекса (НГК) РАН.
"Радиогелиограф (находится — ИФ) на территории Бурятии, строительство (объекта — ИФ) заканчивается, ввод в эксплуатацию в 2023 году", — сообщил директор ИСЗФ Андрей Медведев на заседании президиума СО РАН 22 декабря в Новосибирске.
По его словам, результаты, полученные на этапе тестирования этого инструмента в двух диапазонах, говорят о его высочайшей чувствительности.
"Получая радиоизлучение в таком широком диапазоне длин волн, мы осуществляем томографию короны Солнца. Чем выше частота получаемого нами излучения, тем ниже эта излучающая поверхность расположена по отношению к фотосфере (видимой поверхности — ИФ) Солнца", — сказал Медведев.
Фактически, по его словам, появляется возможность делать объемные изображения протуберанцев в радиодиапазоне, получая изображение высокого качества.
"Соответственно, появляется возможность детально изучать солнечный ветер, непосредственно взаимодействующий с Землей", — отметил Медведев.
Национальный гелиогеофизический комплекс Российской академии наук будет располагаться на территории сразу двух регионов — Бурятии и Иркутской области. Он предназначен для исследования Солнца и его влияния на Землю. Проект включает семь объектов и реализуется в два этапа.
На первом этапе, как сообщал Медведев, в поселке Торы в Тункинской долине (Бурятия) был построен набор оптических инструментов стоимостью 250 млн рублей. Комплекс уже введен в строй.
Также первый этап включает строительство в урочище Бадары (Тункинская долина Бурятии) многоволнового радиогелиографа, работающего в диапазоне частот 3-24 ГГц, о котором и говорил Медведев. Несмотря на то, что запуск объекта запланирован на 2023 год, ученые уже сейчас ведут на нем работу в тестовом режиме. Например, с его помощью специалисты уже смогли получить объемные изображения корональных дыр, протуберанцев, активных областей на Солнце.
Также в 2023 году Институт солнечно-земной физики планирует приступить к строительству крупного солнечного телескопа-коронографа с зеркалом диаметром 3 метра (КСТ-3) близ поселка Монды (Тункинская долина, Бурятия).
"В Госдуме состоялись слушания по проекту. На 2023-2025 годы выделены средства на строительство телескопа-коронографа. Он входит во второй этап создающегося Национального гелиогеофизического комплекса", — сообщал Медведев на пресс-конференции в иркутском пресс-центре "Интерфакса" в конце ноября.
Он уточнил, что телескоп для изучения природы магнитных полей и циклов солнечной активности будет построен на территории Саянской солнечной обсерватории ИСЗФ.
"С его помощью мы сможем исследовать тонкую структуру фотосферы, которая недоступна для телескопов малого диаметра и орбитальных обсерваторий", — сказал Медведев, уточнив, что телескоп-коронограф является самым сложным объектом НГК и будет построен в 2030 году. Его установят в верхней части 30-метровой башни, что существенно улучшит условия наблюдения. Высота всей конструкции — 42 метра, общий вес телескопа — 120 тонн, вращающейся платформы — 90 тонн. Пространственное разрешение КСТ-3 будет равно 0,1 угловой секунды, временное разрешение — от 1 до 5 секунд.
Оптическая схема КСТ-3 включает 13 зеркал, главное зеркало изготовлено из астроситалла — особого стеклокерамического материала толщиной 120 мм, его масса — больше 2 тонн. Телескоп имеет купол закрытого типа. Также при проектировании телескопа специалисты учли сейсмичность в 9 баллов, так как Монды находится на территории Байкальской рифтовой зоны, где часто происходят землетрясения.
Вместе с тем, по словам Медведева, со следующего года также начнутся проектно-изыскательские работы по ряду других объектов, включенных во вторую очередь НГК РАН. Речь идет о системе радаров (всеатмосферный радар, мезосферно-стратосферно-тропосферный радар, радар некогерентного рассеяния), мезосферно-стратосферном лидаре (оба — в Харикте Иркутской области), нагревном стенде в Одинске и центре управления и обработки данных в Иркутске (рядом со зданием ИСЗФ).
"Весь проект предполагает использование российского оборудования. И мы сейчас также занимаемся импортозамещением", — отметил Медведев.
Бюджетные ассигнования на создание второй очереди НГК до 2030 года составят 100 млрд рублей.
Выгодное расположение
Как рассказал Interfax-Russia.ru директор Института солнечно-земной физики СО РАН Андрей Медведев, ученые тщательно выбирали локации для размещения объектов Национального гелиогеофизического комплекса, поскольку от этого напрямую зависит эффективность работы оборудования и точность исследований.
"Для каждого серьезного наблюдательного средства существует очень много условий, которые должны быть соблюдены, чтобы оно корректно работало. Например, крупный солнечный телескоп — для его работы необходим хороший астроклимат. Что это значит? Отсутствие мощных атмосферных возмущений, большое количество солнечных дней, отсутствие светового загрязнения от городов и промышленных объектов. Уже только эти параметры серьезно ограничивают список тех мест, где телескоп может быть расположен", — сказал ученый.
Во-вторых, при выборе места для установки такого крупного сооружения как КСТ необходимо принимать во внимание свойства грунта, на котором оно будет расположено.
"Всем этим условиям как раз соответствует место, где расположена наша Саянская солнечная обсерватория — на границе с Монголией, в горах, близи поселка Монды", — сказал он.
Радиотехническим установкам, которые используют радиочастотный диапазон, по словам ученого, крайне важно не иметь вблизи источников радиопомех.
"Вот, например, радиотелескоп в Бадарах (тоже в Тункинской долине), тоже расположен так, что рядом с ним никаких источников — ни промышленных, ни связных. Там обеспечен очень хороший радио фон в том частотном диапазоне, в котором этот телескоп работает", — пояснил Медведев.
То же можно сказать и про радар в Харикте близ озера Байкал.
"Мы провели специальную работу, разрабатывали расчетные программы, чтобы понять, какие источники могут воздействовать на радиочастоты, на которых будет работать данный радар. Чувствительность этих установок настолько велика, что им могут создавать недопустимые помехи радиочастотные средства, работающие в том же диапазоне даже на расстоянии десятков километров", — объяснил эксперт.
Помимо этого, по словам Андрея Медведева, при выборе локаций для размещения объектов НГК учитывалось наличие в этих местах необходимой инфраструктуры — линий электропередач (ЛЭП) и автодорог, а также ландшафт.
"Например, радар в Харикте расположен во впадине, то есть он со всех сторон по горизонту закрыт возвышенностями. С одной стороны, это обеспечивает защиту окружающих населенных пунктов от мощного радиоизлучения, а с другой стороны — отсутствие так называемых "местников" — отражений от местных предметов на тех дальностях, которые мы собираемся исследовать в атмосфере", — уточнил директор института.
Он пояснил, что все горы дают отражения, поэтому установка должна находиться от них на расстоянии не более 5 км.
"Традиционно для локаторов считается необходимым их размещение на возвышенности, чтобы у них был вдоль поверхности земли более широкий обзор, а у нас некая обратная ситуация. Нам как раз надо погрузить его в "ямку", чтобы отражения всех местных предметов к нам пришли с расстояния 5 км, тогда вся остальная дальность будет доступна для исследования", — сказал специалист.
Также директор института пояснил, почему так важно исследовать Солнце и его влияние на Землю.
"Текущий уровень наших знаний о системе Солнце-Земля явно недостаточен для обеспечения сложной технологической сферы деятельности человека как на Земле, так и в космосе. Ближний космос — это очень активная среда, в которой есть космические аппараты, в которых действуют радиолокационные станции, навигационные спутниковые системы. Наконец, ближний космос — это та среда, которая обеспечивает нам с вами дальнюю радиосвязь, по крайней мере, в коротковолновом диапазоне", — сказал эксперт.
Кроме того, специалист напомнил, что мощное магнитное возмущение, вспышки ультрафиолетового и радиоизлучения, которые возникают в процессе солнечной активности, могут напрямую воздействовать на технические устройства.
"Они могут выводить из строя спутники, ЛЭП, и такие факты нам известны. Современная техносфера — все технические устройства, требования к их надежности, точности, — создает повышенные требования к знанию и прогнозу состояния окружающей среды, которая напрямую зависит от наших фундаментных знаний о Солнце, тех физических процессах, которые происходят в системе Солнце-Земля", — сказал Медведев.
Поэтому, как отметил директор института, комплексы, подобные НГК, в настоящее время создаются по всему миру.
"(Они создаются — ИФ) и в США, и в КНР. И наша задача, по крайней мере, не отстать от "передового края" науки в этой области, а по возможности — обогнать этот "передний край", — сказал эксперт.
