В начале 2019 года завершился международный астрофизический проект «РадиоАстрон», где совместно с крупнейшими наземными радиообсерваториями многих стран мира российский космический радиотелескоп изучал далекие и загадочные объекты Вселенной: пульсары, квазары.
Базовая станция слежения за радиотелескопом располагалась в Пущинской обсерватории (Московская область). В мае сеансы связи с орбитальным аппаратом завершились, однако работа в Пущино по-прежнему кипит. Астрономы ФИАН показали, над чем сегодня работают в старейшей радиообсерватории России.
В тени многолетних сосен есть тропинка, которая ведет в поле, где располагаются антенны телескопов. Здесь, под открытым небом, антенны принимают сигналы из космоса, которые предстоит анализировать ученым:
«Космической погодой в мире занимаются всего несколько телескопов: самые мощные из них располагаются в Мексике и Австралии. Но даже они не обладают такой высокой чувствительностью, которой может похвастаться наш российский телескоп БСА (Большая сканирующая антенна)», — рассказывает директор Пущинской радиообсерватории Рустам Дагкесаманский.
Изучение космической погоды важно для понимания солнечной
активности и переменности, ведь эти процессы влияют и на земную
жизнь, и на работу космонавтов на орбите. Астрономы Пущинской
обсерватории изучают не только погоду, но и сигналы далеких
пульсаров нашей Галактики. Одна из самых высокочувствительных
антенн в метровом диапазоне позволяет получать в сотни раз более
информативные сведения, по сравнению с другими антеннами:
«Высокая чувствительность антенны БСА дает возможность
наблюдать даже слабые пульсары. С помощью нашего телескопа были
обнаружены уже десятки таких пульсаров — очень плотных нейтронных
звезд, которые испускают короткие и частые радиоимпульсы», —
добавляет Рустам Дагкесаманский.
В Пущино также находится знаменитый РТ-22 — первый российский радиотелескоп с параболическим зеркалом диаметром 22 метра, работающий в диапазоне сантиметровых и миллиметровых длин волн. Долгое время он использовался как научный инструмент, а с 2011 года выполнял роль станции слежения в проекте «РадиоАстрон» — принимал научные данные и телеметрию с космического радиотелескопа «Спектр-Р».
В Пущино работают и специалисты, которые своими руками создают и испытывают приборы космических аппаратов.
Именно здесь находится передовая научная лаборатория Астрокосмического центра ФИАН. В отделе космических конструкций разрабатывают и создают зеркальные панели для телескопа, которому в ближайшие десятилетия предстоит изучать Вселенную на миллиметровых и суб-миллиметровых волнах. Речь идет о космическом аппарате «Спектр-М» (проект «Миллиметрон»):
«Это зеркало является совершенно уникальным: его гиперболическая поверхность должна быть выполнена с точностью в несколько микрон, то есть среднеквадратичное отклонение — несколько микрон, на характерном размере больше метра. Причем работать такое зеркало должно при глубоком минусе — минус 269 градусов Цельсия», - рассказал к.т.н., старший научный сотрудник Отдела космических конструкций АКЦ ФИАН Виктор Пышнов.
По словам специалиста, нигде в мире нет композитных углепластиковых панелей для телескопа, выполненных с такой ювелирной точностью — три микрона (среднеквадратичное отклонение). К примеру, европейский миллиметровый телескоп «Планк» с углепластиковыми зеркалами, уже летавший в космос, имел среднеквадратичное отклонение от 7 микрон до 80.
В процессе поиска подходящего углепластика для создания зеркала, в России было организовано собственное производство этого материала. Сначала оно открылось в Переславле-Залесском, а затем и в других городах. Оттуда сырье поступает в Пущино, где формируются сверхточные панели.
«Формование углепластика должно проходить на специальной матрице, которая имеет совершенно головокружительную стоимость. Но и здесь помогло отечественное производство. Сейчас мы используем российские астроситалловые матрицы, которые выпускает Лыткаринский завод оптического стекла. И точность у них еще круче, чем даже у наших зеркал. Здесь среднеквадратичное отклонение от теоретического контура составляет один микрон, и это совершенно уникальная технология, созданная Лыткаринским заводом. Такого в мире, пожалуй, нигде нет. Невероятно сложно сделать такую вещь: не осевую, асферическую, с такой точностью!» — восклицает Виктор Пышнов.
Наработки российских ученых применимы не только в фундаментальной науке. Легкие и сверхточные антенны миллиметрового диапазона могут использоваться и в системах космической связи. А в ближайших планах у ученых — создание полноразмерного инженерного макета всего зеркала для «Миллиметрона». Старт космической программы намечен на начало 2030-х годов.
