Цивилизация
Латвийский радиотелескоп РТ-32 в местечке Ирбене, когда-то служивший обороноспособности СССР, после реконструкции стал полноценным астрономическим инструментом и недавно вошел в Европейскую радиоинтерферометрическую сеть. О военном прошлом, длительном восстановлении и многообещающем будущем уникальной антенны рассказывают радиоастрономы из трех стран.
Владислав Безруков, научный сотрудник Вентспилсского международного радиоастрономического центра, Латвия:
Мы не знаем доподлинно, что было в точности на этом объекте в советское время, скорее всего, здесь была часть Службы внешней разведки, и основной задачей антенн было слежение за коммуникационными спутниками, самолетами и, возможно, кораблями в Атлантике и Западной Европе. Здесь, в Ирбене, находились как минимум три радиотелескопа — РТ-32, РТ-16 и РТ-8, — которые работали одновременно и, скорее всего, только на прием.
Воинская часть была довольно обширная и занимала площадь более 50 гектаров. В 1994 году по соглашению между Латвийской академией наук и российскими военными было решено, что телескопы останутся здесь и их не будут взрывать. Однако целыми их тоже оставлять не хотели. После ухода российских военных мы пришли на телескопы в 1995 году и увидели,
что все моторы были залиты кислотой, все медные катушки были выведены из строя.
Кабели, соединявшие датчики, моторы и системы управления, в лучшем случае были отсоединены, в худшем — перерезаны. Уже тогда было решено, что здесь будет радиоастрономический комплекс, однако никакой приемной аппаратуры тут не было. Первое время мой отец и другие специалисты занимались восстановлением электроники и механизмов, на это ушло два года. Система управления была модульная и представляла собой ящики, которые были вытащены и выброшены в канаву.
Мы их нашли, и, поскольку это военная техника, два года, проведенные в канаве, ей не повредили.
До 2004 года средства на восстановление выделяла только Латвия (Академия наук), они были минимальные. Затем телескопы были переданы Вентспилсской высшей школе, и мэр Вентспилса пролоббировал финансирование нашего центра. В 2004–2007 годах мы начали заниматься настоящей астрономией, вести наблюдения, но на старой технической базе. А с 2009 года стали поступать средства европейского инфраструктурного гранта, нам удалось обновить всю механику — моторы, приводы, системы управления.
За 40 лет трубы, из которых состоял каркас большой антенны, деградировали, и были опасения за ее жесткость. Мы сняли антенну, поставили ее на землю, накрыли огромным шатром, и за зиму металлический каркас был реконструирован. Затем переложили отражающие пластины и всю конструкцию весом почти в 60 тонн, бережно водрузили обратно.
Кстати, нам очень повезло, что в Латвии есть фирма, которая владеет уникальным подъемным краном с длиной стрелы 150 метров. Если не ошибаюсь, второй подобный кран в Европе есть только в Испании. Его доставили сюда по частям, используя 18 грузовиков. Антенну оснастили новыми приемниками, системами регистрации, и уже с 2016 года у нас почти ежедневно ведутся астрономические наблюдения.
Тут работают восемь-девять астрономов, из них половина — русские.
Сейчас наши основные задачи связаны с европейской РСДБ-сетью (Радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами. — «Газета.Ru»), которая объединяет европейские радиотелескопы, а также некоторые американские, африканские, китайские и корейские антенны. Наблюдения по программам РСДБ проводятся минимум три раза в год, сессиями по три недели.
Мы работаем на длинах волн 18, 6 и 5 сантиметров. Наблюдаем астрофизические объекты, в первую очередь сверхмассивные черные дыры и джеты в центрах активных галактик, а также чисто наша задача — солнечные поляриметрические исследования. Тут нас интересует корональное магнитное поле на Солнце.
Еще один наш интерес — позиционирование космических аппаратов, в том числе ГЛОНАСС, GPS и в будущем Galileo. Совместно с Нижегородским радиофизическим институтом каждый год мы проводим два-три сеанса по расчетам орбит космических аппаратов. Кроме того, есть проекты, связанные с локацией космического мусора. Ранее для этого использовался крымский радиотелескоп РТ-70, который работал в качестве излучателя.
Сейчас у нас нет к нему доступа, но мы ведем переговоры, чтобы использовать передатчик антенны в Медвежьих озерах под Москвой.
С декабря 2015 года мы начали работать по проекту российского космического телескопа «РадиоАстрон» и с февраля 2016 года ведем с ним довольно интенсивные наблюдения — пять-шесть наблюдений в неделю на разных частотах. Сейчас коллеги из АКЦ ФИАН обрабатывают эти данные. В некоторых экспериментах мы уже получили успешные результаты на базе интерферометра между космическим радиотелескопом и нашим 32-метровым в Ирбене. Чем больше антенн участвует в наблюдениях, тем более качественную картинку можно получить.
Леонид Гурвиц, руководитель отделения космических исследований Европейского радиоинтерферометрического консорциума, Нидерланды:
Антенный комплекс в Ирбене вступил в строй примерно в середине 1970-х годов. Ранее для работы с этими антеннами в Ирбене располагалась большая советская войсковая часть,
сейчас там видны заброшенные дома офицерского состава, казармы, руины детсада, школы и магазина. Выглядит все это как Припять.
Об исходном назначении этих антенн я ничего не знаю и, по-моему, не знает никто из моих коллег в Латвии и за ее пределами. Единственное, что могу сказать про эти антенны, — они были пассивные, то есть на передачу не работали; можно предположить, что предназначены они были для космической связи. Место это удаленное и глухое — красивый бор на берегу Балтийского моря. Деревень там не было, а городских туда не пускали. После распада СССР Латвия получила суверенитет над всей своей территорией, однако там еще располагались российские части, в том числе и на антенном комплексе в Ирбене, а также на взорванном позднее военном объекте в Скрунде — антенной установке системы предупреждения о ракетном нападении.
Коллеги говорили мне, что Россия предлагала взять в аренду комплекс в Ирбене на длительный срок, но Латвия отказалась. Двумя странами была создана комиссия для обсуждения судьбы объекта. К нему проявила сдержанный интерес Академия наук Латвии. То, что большая параболическая антенна похожа на радиотелескоп, сообразит и участник кружка астрономии в Доме пионеров. В Латвии в местечке Балдоне с середины 60-х годов уже был радиотелескоп, который принадлежал Рижскому университету, с помощью которого исследовалось радиоизлучение Солнца.
С российской стороны в комиссию входили представители Минобороны, МИДа, а также российские радиоастрономы — замдиректора Астрокосмического центра ФИАН Вячеслав Слыш и член-корреспондент РАН Андрей Финкельштейн, основатель и первый директор Института прикладной астрономии РАН.
Это были тяжелые переговоры, шел 1994 год, ясно, что ни в России, ни в Латвии в те годы вопросы радиоастрономии не рассматривались как приоритетные. Мне говорили, что с российской стороны были намеки:
«Если мы не договоримся, то начнем транспортировку этих антенн методом взрыва».
По счастью, до этого дело не дошло, договорились, что все будет передано как есть латвийской стороне. Но хозяйство это — и большая, и малая антенны — пребывало в ужасном состоянии. Впервые я там побывал в 1997 году, обе антенны были в состоянии, мало отличном от металлолома. Там ничего не двигалось, никакого работающего оборудования не было.
Все пульты управления были частично разбиты, причем явно умышленно.
Мне рассказывали, что электромоторы привода антенн оказались залиты кислотой. В середине 90-х годов в Латвии собралась группа энтузиастов, решивших восстановить хотя бы одну из антенн до рабочего состояния, в котором она стала бы радиоастрономическим инструментом. В 1995 году для восстановления антенны Латвийская академия наук попросила помощи у Академии наук Швеции — там очень сильна радиоастрономическая школа. Была создана европейская команда, в которую вошли специалисты и из других европейских стран и JIVE — Объединенного европейского радиоинтерферометрического института (находится в Нидерландах), где я работаю.
С 1997 года я представлял JIVE в этой группе и наблюдал титаническую работу инженеров и радиоастрономов Латвии по восстановлению антенн, конечно, поддержанную и другими странами. Российские радиоастрономы и инженеры тоже помогали чем могли. Прежде всего, опытом делился Институт прикладной астрономии. Помощь оказывал и Научно-исследовательский радиофизический институт из Нижнего Новгорода. Кстати, латвийские астрономы никакой документации по антеннам не получили.
А недавно стало известно, что поверхность 32-метровой антенны не совсем парабола, а некое сочетание параболы, конуса и гиперболы.
И зачем так было сделано, неясно. Латвийским радиоастрономам удалось получить некоторые государственные средства, а с 2003 года Латвия стала обращаться в Евросоюз за так называемыми структурными фондами, предназначенными в том числе для финансирования научной инфраструктуры. К 2011 году удалось собрать несколько миллионов евро. Латвийская сторона заключила контракт с немецкой фирмой Metronics, специалисты которой разработали подробный проект восстановления обеих антенн.
Реализован он был хорошо известным среди специалистов китайским Институтом номер 54 — главным поставщиком параболических антенн в мире.
Совместными усилиями большая антенна была разобрана до основания, буквально до подшипников, заменены все приводы, система управления. Правда, была сохранена изначальная спецификация, поэтому сейчас телескоп обладает совершенно сумасшедшей для астрономического инструмента скоростью углового движения —
он переводится с одной точки неба на другую за считаные секунды, как зенитная установка.
Была заменена отражающая поверхность, перебрана «по косточкам» силовая структура антенны, которая поддерживает отражающую поверхность. Это было дорого, но все же дешевле, чем строить новую антенну. Дело в том, что стоимость антенны для дециметровых волн примерно пропорциональна кубу диаметра. Чем больше антенна, тем больше ее масса. Чем больше ее масса, тем больше она деформируется под собственным весом, что изменяет ее диаграмму направленности и делает менее эффективной.
Если антенну сделать более жесткой, она становится тяжелее, что приводит к усложнению приводов, системы управления и т.д. Все вместе приводит к возрастанию стоимости. Причем при переходе на более высокие частоты зависимость стоимости от диаметра антенны становится круче, чем кубическая.
К лету 2015 года реконструкция РТ-32 была завершена, и антенна заработала как современная электромеханическая установка. Специалистами Вентспилсского университета, которому сейчас принадлежит антенна, была создана дистанционная система управления, которая в принципе позволяет управлять радиотелескопом из любой точки на глобусе с помощью смартфона. В 2016 году телескоп РТ-32 вошел в Европейскую радиоинтерферометрическую сеть (EVN), в которую входит около трех десятков антенн на четырех континентах, и сейчас работает как ее полноценный элемент.
Антенна родилась во второй раз, причем в гораздо более совершенном техническом облике, чем в первый раз.
Начиная с 2015 года РТ-32 участвует в наблюдениях и как наземный элемент российского космического проекта «РадиоАстрон».
16-метровая антенна в Ирбене находится в 800 метрах от РТ-32, она имеет хороший потенциал для планетных исследований и геодезии. Ее также восстановили, и на сегодня она тоже пребывает в идеальном «электромеханическом» состоянии. На повестке дня — оснащение этой антенны приемниками и другой радиоастрономической аппаратурой. Забавная деталь: две антенны были изначально и остаются по сей день связанными подземным туннелем достаточной ширины, чтобы по нему мог проехать мотоциклист. Это остаток военного прошлого Ирбене, сейчас туннелем никто не пользуется.
Говорят, в 1994 году из него извлекли старый мотоцикл.
В целом антенный комплекс в Ирбене — хороший пример претворения в жизнь когда-то популярного призыва перековать мечи на орала.
Юрий Ковалев, руководитель научной программы проекта «РадиоАстрон», член-корреспондент РАН, Россия:
Мы начали работать с коллегами из Ирбене практически сразу, как только 32-метровый телескоп «научился» участвовать в интерферометрических наблюдениях. Не обошлось без детских болезней, которые обсерватория быстро решила, затем она уверенно встала в активные регулярные эксперименты с нашим космическим телескопом. Уже по данным наблюдений апреля 2016 года пришла первая радостная новость об успехе — детектировании далекого квазара интерферометром «Спектр-Р» — Ирбене на длине волны 6 см с базой более 14 диаметров Земли!
На сегодняшний день 32-метровая антенна в Ирбене — одно из наиболее активных наземных «плечей» «РадиоАстрона». Хочется сказать нашим коллегам спасибо! Путь, который им пришлось пройти к успеху, совершенно героический.