Звезда по имени Солнце: о совместном проекте «Швабе» и РАН
Магнитные бури как результат солнечной активности отражаются на здоровье людей, влияют на функционирование систем связи, навигации и линий электропередачи. Но полных данных о процессах, происходящих на Солнце, ученые до сих пор не имеют. «Швабе», холдинг Ростеха, и Российская академия наук реализуют масштабный проект, который призван расширить наши знания о Солнце – Национальный гелиогеофизический комплекс.
Погода в космосе
Все практические аспекты науки о связях Солнца и Земли в 1990-е годы ученые объединили в понятие космической погоды. Тогда же в США и других странах были запущены национальные программы по изучению солнечной активности. Реализация проекта Национального гелиогеофизического комплекса позволит российской науке о Солнце перейти на новый уровень развития экспериментальных исследований, а также решать фундаментальные и прикладные задачи в интересах обеспечения безопасности страны и развития новых космических технологий.
В частности, данные, которые ученые получат с помощью инструментов нового комплекса, позволят с высокой точностью оценивать и прогнозировать влияние космической погоды на работу космических аппаратов и различных технологических систем радиосвязи, радиолокации, GPS-ГЛОНАСС и др. В область практических интересов также входит контроль околоземного космического пространства, космических аппаратов и космического мусора. Результаты мониторинга и прогноза космической погоды смогут использовать в своей работе гидрометеорологи, климатологи, медики и другие специалисты.
Центр изучения Солнца
Сегодня крупнейшим научным центром, занимающимся проблемами солнечной активности в нашей стране, является иркутский Институт солнечно-земной физики РАН. При нем существует действующий гелиофизический комплекс, объекты которого расположены от Свердловской области и заполярного круга до Магаданской области. Основные мощности комплекса создавались в 1960–80 годы и сегодня дополняются новыми радарами. Проект обсуждался еще в советское время, но только в 2013 году было подписано соответствующее постановление Правительства России.
Национальный гелиогеофизический комплекс, окончание строительства которого планируется на 2030 год, будет включать в себя несколько крупных объектов. Один из самых важных инструментов, многоволновый радиогелиограф для мониторинга солнечной активности в диапазоне частот 3–24 ГГц, будет построен в поселке Бадары Республики Бурятия на базе самого крупного радиоинтерферометра России – 256-антенного сибирского солнечного радиотелескопа, работающего на частоте 5,7 ГГц. Инструмент планируется построить к концу 2020 года.
Антенны радиотелескопов расположатся в виде трех букв «Т». Ученые планируют исследовать с их помощью разные слои короны Солнца. Радионаблюдения с высоким пространственным, временным и спектральным разрешением дадут возможность разработать надежные методы прогноза, выявлять области конверсии энергии магнитного поля в частицы плазмы, идентифицировать механизмы ускорения электронов, вспышечного нагрева плазмы и процессов переноса энергии в атмосфере Солнца.
Солнечный телескоп-коронограф с диаметром зеркала три метра будет также расположен в Республике Бурятия. Основной задачей коронографа станет исследование строения солнечной атмосферы с недостижимым прежде разрешением, а также изучение и мониторинг солнечной активности.
Система радаров для мониторинга атмосферы и околоземного космического пространства будет состоять из пяти станций, новых и уже действующих, в Иркутской, Магаданской и Свердловской областях. Комплекс оптических инструментов для исследования свечения ночной атмосферы Земли в широком спектральном диапазоне будет построен в Бурятии.
Мезосферно-стратосферный лидар будет находиться в 250 км от Иркутска в сторону Байкала. В самом Иркутске планируется создать единый центр управления, где будут собираться данные со всех объектов комплекса. Такой широкий разброс элементов необходим для того, чтобы увеличить диапазон сбора информации о космической погоде.
Задачи холдинга
Холдингу «Швабе» в рамках выполнения задания по проекту предстоит не только разработать и изготовить перспективные оптические и радиотелескопы, радиолокаторы и другие уникальные астрономические приборы, но и построить всю необходимую инфраструктуру.
Общая оценочная стоимость проекта − не менее 36 млрд рублей. Однако она будет корректироваться по результатам завершения проектных работ по всем объектам. На данный момент уже разработана и принята проектная документация и проведены изыскательские работы по первым объектам комплекса. В соответствии с заключенным контрактом комплекс оптических инструментов и радиогелиограф должны быть введены в 2019–2020 годах, а наиболее сложный объект − большой солнечный телескоп-коронограф − вступит в опытную эксплуатацию в 2030 году.
Первые испытания
Создание объектов первого этапа национального гелиогеофизического комплекса началось в 2019 году. Комплекс оптических инструментов будет построен в течение года рядом с поселком Торы в Бурятии, на территории геофизической обсерватории ИСЗФ СО РАН.
В апреле пройдут испытания новых элементов оборудования для радиогелиографа, созданных на базе предприятий холдинга «Швабе». Специалисты Лыткаринского завода оптического стекла и Института солнечно-земной физики проверят работоспособность СВЧ-аппаратуры, электронной части и систем сбора, обработки и передачи данных. Испытания пройдут в Тункинском районе Бурятии. В рамках испытаний ученые намерены подтвердить достоверность прохождения тестового сигнала. В случае их успешного завершения электронные элементы будут запущены в серийное производство.
Национальный гелиогеофизический комплекс – один из крупнейших проектов в современной российской науке. Результаты работы комплекса будут иметь мировое значение. Предприятия Ростеха обладают всеми необходимыми компетенциями и современной производственной базой, чтобы в сотрудничестве с РАН и другими подрядчиками реализовать этот сверхсложный, масштабный проект в заданные сроки.
