Дачное краеведение
В 15 минутах неспешной прогулки по полям от Загородного клуба «Дачники.» находится удивительный объект, диссонирующий (или органично вписывающийся?) с бесконечными лесами и полями Карельского перешейка – творение рук человеческих: Радиотелескоп Обсерватории «Светлое». Каждый, кто едет по дороге через долину реки Странница, (от Коробицыно в сторону Мичуринского), кто катается на горнолыжных склонах КГ «Снежный» и «Золотая долина», видел этот телескоп.
В интернете много статей с разной и зачастую недостоверной или дилетантской информацией об этом объекте. Мы решили это исправить и расспросить о телескопе человека, который имеет непосредственное отношение к его созданию. Итак, предлагаем Вашему вниманию интервью, которое мы взяли у Михаила Наумовича Кайдановского, доктора технических наук, профессора, лауреата Государственной премии в области науки и техники, одного из главных конструкторов системы «Квазар-КВО».
Д.: Михаил Наумович, расскажите, пожалуйста, об антенне, которой все любуются, подъезжая к Светлому .
М.Н.: Вы видите радиотелескоп с антенной диаметром 32 метра, который расположен в Обсерватории «Светлое», Института прикладной астрономии Российской академии наук (ИПА РАН). Это один из элементов национальной радио интерферометрической сети «Квазар-КВО». КВО – это координатно-временнóе обеспечение, а Квазары – это очень далекие, фантастически мощные и компактные источники радиоволн. Квазары – очень далекие космические объекты даже по меркам астрономов, свет от них идет до Земли миллионы лет. Благодаря удаленности, их видимые смещения практически равны нулю. Поэтому они являются идеальными реперами (от фр. repère – ‘метка, знак, исходная точка’) для построения координатной системы. Все современные координатные системы опираются на радиоастрономические наблюдения Квазаров.
Д.: А КВО ?
М.Н.: Астрономия – одна из самых древних наук. Чудо небесной сферы, с Солнцем, Луной, созвездиями, туманностями, всегда возбуждало любознательность человека. Постепенно, изучая движения небесных тел, человечество решило ряд фундаментальных проблем пространства и времени. Построило сначала модель Солнечной системы, с Солнцем в центре и вращающимися планетами, затем модель нашей галактики и так далее. Одновременно решались прикладные задачи – определение времени, календарь и, конечно, навигация. Современная наука и современные технологии ставят примерно такой же список задач, но выдвигают совершенно другие требования к уровню точности. Фундаментальные исследования пространства и времени требуют координатных измерений с точностью одной миллионной части градуса и выше. Науки о Земле изучают движение полюсов, смещение континентов и требуют измерения глобальных расстояний с точностью нескольких миллиметров. Современные гражданские и военные технологии требуют определения координат точек на поверхности Земли с сантиметровой точностью, синхронизации часов с точностью до 10 наносекунд. Все эти задачи и средства для их решения составляют суть КВО. Ясно, что великим странам требуются национальные системы. Иначе полная зависимость. Система «Квазар-КВО» решает все эти фундаментальные и прикладные задачи. Кстати, одной из прикладных задач, которые решаются системой, является координатно-временная поддержка спутниковых навигационных систем ГЛОНАС и JPS. Причем оперативное решение этой задачи оказалось настолько актуальным, что для этих целей была построена еще одна антенна диаметром 13 метров.
Д.: В чем принцип работы системы, и как она работает ?
М.Н.: Картина, которую «видит» радиотелескоп, зависит от разрешающей силы телескопа. Это тот минимальный угол, на котором два удаленных объекта не сливаются и различимы как отдельные точки. Так же с нашими глазами: люди с очень острым зрением различают двойную звезду в ручке ковша Большой медведицы, но для основной массы людей это просто одиночная звезда. Разрешающая сила радиотелескопа определяется отношением длины волны, на которой вы наблюдаете, к диаметру антенны. Во второй половине XX века были построены антенны диаметром 100 метров, работающие на волнах до 1см, и было достигнуто разрешение порядка 0.06 секунды дуги (примерно в два раза хуже нашего глаза). То есть 100-метровый телескоп «видит» довольно размытую картину вселенной. Теперь представим два телескопа, разнесенные на тысячи километров, которые синхронно наблюдают один космический объект, и их сигналы складываются. В этом случае разрешающая сила инструмента (радиоинтерферометра) будет определяться величиной расстояния между антеннами. На таком принципе построена сеть «Квазар-КВО». Она состоит из шести радиотелескопов, расположенных в Ленинградской области, на северном Кавказе и на Байкале. Результаты наблюдений в реальном времени по линиям волоконной связи передаются в Институт прикладной астрономии (ИПА РАН) в Санкт-Петербург, где получается итоговый результат этих наблюдений.
Д.: Почему одна из антенн сети находится в Светлом, как и когда это произошло ?
М.Н. Разработала проект «Квазар-КВО» и создала институт, ИПА, небольшая группа молодых ученых из Пулково. В конце семидесятых заканчивались работы по созданию на Кавказе крупнейшего в мире радиотелескопа РАТАН-600. На этих работах выросла блестящая команда молодых ребят, разработчиков, которые понимали, что основные работы заканчиваются и надо искать следующий крупный, амбиционный, проект. Таким проектом и стал «Квазар-КВО». К 1980 году мы разработали и представили в Академию наук технические предложения, в которых были и идеология, и фантастические задачи, о которых я уже говорил, и вся техника. С этого момента мы вели агитационную работу среди тех, кто должен нас поддержать, по двум направлениям: тех, кто остро нуждается в результатах наших измерений, и тех, кто заинтересован принять участие в реализации проекта. В результате нам удалось добиться своего, и в январе 1986 года вышло постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о создании сети «Квазар-КВО».
Д.: Расскажите, пожалуйста, о Светлом .
М.Н. Это интересная история. Поскольку институт мы организовали в Санкт-Петербурге, мы хотели иметь одну обсерваторию рядом, для отработки всех технических решений. Начали искать место. Требований было много, но самое главное – отсутствие радиопомех. Радиотелескопы – одни из самых чувствительных приборов, и помехи им мешают. Для защиты от местных помех радиоастрономы располагают свои инструменты в долинах, защищенных горами. В Ленинградской области с этим проблема. Мы обследовали Юкки, Кавгалово и Коробицыно. Вы знаете, что я с детства катаюсь на горных лыжах, и с 1982 года я катался в Коробицыно. В результате мы оказались в Светлом. Многие были против: дороги были плохие, добираться было далеко и долго. В остальном все было идеально. Первый раз мы с моим учителем, профессором А. А. Стоцким, приехали выбирать место в Светлом осенью 1985 года , на его «Жигулях». Там, где сейчас стоят наши антенны, был огромный нелегальный песчаный карьер. К нему через лес вела дорога с глубокой колеей, заполненной водой. Мы рванули туда, проехали метров 150 и сели на брюхо. Дикое место, нет никого, смеркается, и все четыре колеса крутятся в воздухе. Ничего, к ночи выбрались, правда, до места так и не доехали.
Д.: Сегодня на территории Обсерватории «Светлое» несколько телескопов. Например, один, новый, телескоп хорошо виден при подъезде к самой Обсерватории. Расскажите о нем. И есть ли в Обсерватории оптические телескопы?
М.Н.: Я уже упоминал, что для поддержания высокой точности спутниковых навигационных систем необходимо их снабжать фундаментальной координатновременнóй информацией. С этой целью несколько раз в неделю ведутся специальные наблюдения в режиме службы. Для этой очень важной, но рутинной работы на всех обсерваториях были построены новые радиотелескопы. Они меньше по диаметру, но работают в более широкой полосе частот и очень быстро перемещают луч, что позволяет получить требуемую для наблюдения Квазаров чувствительность.
Д.: Иногда с горнолыжных склонов виден цветной луч, который светит с территории Обсерватории прямо в небо. Что это такое?
М.Н.: Вашей наблюдательности и пытливости нет предела, придется более подробно рассказать о поддержке ГЛОНАС. Когда Ваш навигатор определяет местоположение, он получает сигнал от 4-5-ти спутников, которые хорошо «видны». Кстати, мы часто говорим «JPS навигатор» , но при этом все навигаторы – комбинированные, они принимают и обрабатывают сигналы и JPS, и ГЛОНАС. В этих сигналах – координаты спутника и время отправки сигнала. Навигатор фиксирует время прихода сигнала, расстояние до спутника и рассчитывает Ваши координаты. Для того чтобы получить высокую точность, надо точно знать координаты спутников и привязать их часы к Государственному стандарту. Для этих целей по всему миру размещены специальные станции наблюдения за спутниками. Кроме того, существуют Фундаментальнае станции наблюдения, где расположены все возможные средства, в том числе и средства фундаментального КВО (наши антенны). Как раз такие станции базируются в наших обсерваториях. А зеленый луч, о котором Вы спрашиваете, это луч лазерного дальномера, который доходит до спутника, отражается и принимается в Светлом.
Ладно, видимо хватит, а то я могу много чего рассказать. В заключение только скажу, что мы все построили, все свои обещания по точностям выполнили, постоянно работаем в национальной сети и в международных сетях и результаты нашей работы весьма востребованы
Д: Большое спасибо, Михаил Наумович.
К радиотелескопу Обсерватории «Светлое» ведут 2 терренкура, разработанных для гостей Загородного клуба «Дачники.»: Терренкур «С старому финскому источнику» и терренкур «В Золотую долину и к старому горнолыжному склону» .