На заседании Президиума РАН академик Н.С. Кардашёв рассказал о результатах работ, проводимых Астрокосмическим центром ФИАН по программам миссии РадиоАстрон («Спектр-Р»). Орбитальная обсерватория с 10-метровым радиотелескопом была запущена с космодрома Байконур в июле 2011 года.
В проекте «РадиоАстрон» реализована идея интерферометра со сверхдлинной базой (РСДБ), впервые сформулированная Н.С. Кардашёвым ещё в 1960-х годах. Согласно этому принципу, космический радиотелескоп используется совместно с глобальной наземной сетью радиотелескопов, образуя разнесённую в пространстве систему антенн – радиоинтерферометр, позволяющий добиться беспрецедентно высокого углового разрешения при наблюдении космических объектов.
Программа «РадиоАстрона» предусматривает проведение исследований гравитационного поля Земли, сверхмассивных чёрных дыр в центрах далёких и близких галактик, черных дыр звёздных масс в нашей галактике, нейтронных и кварковых звёзд, областей звездообразования, облаков межзвёздной плазмы, мазеров, пульсаров, квазаров – всего до тысячи объектов. Планируется уточнение фундаментальных астрометрических постоянных и констант движения Солнечной системы.
На основе полученных данных будет построена система небесных координат нового поколения, будет уточнено взаимное соответствие международной небесной и динамической систем координат и определят координаты наземных радиотелескопов относительно центра массы Земли. Кроме того, будет произведено построение гравитационного потенциала Земли на больших радиусах и новой планетарной модели, проведут измерения эффектов, предсказанных общей теорией относительности А.Эйнштейна, разработаны новые методы высокоточного определения орбит космических аппаратов и их эволюции.
Большой интерес представляют измерения движения и структур радиоизлучения пульсаров – нейронных и «странных» звёзд, а также магнетаров. Будут изучены структуры и динамика выбросов квазаров и микроквазаров, а также мазеров и мегамазеров. В части работ по исследованию природы источников энергии в ядрах активных галактик планируется проведение ряда измерений одновременно на двух частотах и в двух поляризациях с целью изучения спектральных свойств радиоизлучения и структуры магнитного поля в центральных компонентах и выбросах в ядрах галактик. Будут проведены измерения излучений таких объектов как двойные ядра галактик, гравитационные линзы и тёмная материя. В заключение докладчик сообщил о готовящейся программе запуска следующей космической обсерватории по программе «Миллиметрон», работающей в миллиметровом диапазоне, использование которой позволит достичь гораздо более высокого уровня точности наблюдений.
Академик Н.С. Кардашёв – известный учёный-астроном, теоретик и экспериментатор. С 1990 г. директор Астрокосмического центра ФИАН. Его основные научные работы относятся к экспериментальной и теоретической астрофизике и радиоастрономии. В настоящее время ведёт экспериментальные исследования тонкой структуры радиоизлучения пульсаров (так называемой микроструктуры импульсов). Впервые рассчитал и показал возможность наблюдения нового класса радиолиний – рекомбинационных, обусловленных переходами между очень высокими уровнями.
Исследуя проблему возникновения магнитного поля в остатках вспышек сверхновых образований, в частности, в Крабовидной туманности, в 1964 г., еще до открытия пульсаров, пришел к выводу, что находящийся в центральной части Крабовидной туманности компактный радиоисточник является сверхнамагниченной быстровращающейся нейтронной звездой. В 1965 г. совместно с Л.И. Матвеенко и Г.Б. Шоломицким предложил метод радиоинтерференционных наблюдений на независимых антеннах, разнесенных на межконтинентальное расстояние.
Реализация этого метода позволила получить большой объем данных для исследования радиогалактик, квазаров и источников мазерного излучения. Выдвинул и развил идею выноса радиотелескопа на орбиту (космическая радиоастрономия). Возглавлял специальные эксперименты с разнесенными антеннами по обнаружению сверхмощных импульсов внеземного радиоизлучения. Является одним из энтузиастов поиска сигналов внеземных цивилизаций. В 1979 г. указал, что для поиска искусственных сигналов наиболее перспективны частоты в районе 200 ГГц (длина волны 1,5 мм). В 1963 г. исследовал квазар CTA-102 – первая советская работа по поиску внеземного разума (SETI).
В этой работе высказал идею, что некоторые галактические цивилизации, возможно, существовали за миллиарды лет до нашей, и рассчитал шкалу ранжирования таких цивилизаций, получившую название «Шкала Кардашева». Было выдвинуто предположение о том, что стадии внеземных цивилизаций Вселенной можно классифицировать по уровню потребления энергии. Серьёзные советские исследования в области поиска внеземного разума опередили подобные программы в США на несколько лет. В рамках проекта «РадиоАстрон» руководит астрофизическими экспериментами на радиотелескопе на орбитальной космической обсерватории Спектр-Р, в том числе с использованием принципа интерферометрии.
Недавно к работам в научной программе РадиоАстрон подключилась станция слежения в Грин Бэнк (США, Западная Вирджиния). На 43-метровом радиотелескопе в Национальной радиоастрономической обсерватории США в Грин Бэнк успешно установлено и протестировано российское оборудование, привезённое группой инженеров Астрокосмического центра ФИАН для слежения и сбора научной и телеметрической информации космического аппарата «Спектр-Р». Оно практически идентично тому, что используется для поддержки программы РадиоАстрон на российской станции слежения РТ-22 в Пущинской радиоастрономической обсерватории ФИАН.
Результаты испытаний станции слежения в Грин Бэнк были прокомментированы как «очень хорошие». 1 августа 2013 г. были успешно записаны научные данные с российского космического радиотелескопа Спектр-Р. Уровень мощности принятого из космоса сигнала даже превзошёл уровень «уверенный приём», частота ошибок (по битам) – низкая. В рамках эксперимента при измерениях скорости космического аппарата Спектр-Р методом Доплера, хорошо согласовались результаты измерений, проведенных последовательно станциями слежения в Грин Бэнк и в Пущино. Вывод станции слежения РадиоАстрон в Грин Бэнк на полную загрузку планируется с октября 2013 г.
Благодаря вводу в эксплуатацию второй станции слежения эффективность и объем доступного наблюдательного времени РадиоАстрон увеличился примерно в два раза Ожидается также улучшение точности восстановления орбиты спутника, благодаря дополнительным Доплеровским измерениям скорости аппарата станцией в Грин Бэнк. Научная информация РадиоАстрон, полученная 1 августа 2013 г. в результате первого успешного сеанса с поддержкой станцией Грин Бэнк международной научной группой по исследованию пульсаров и межзвездной среды, уже обрабатывается и анализируется.
Проект РадиоАстрон осуществляется Астрокосмическим центром Физического института им. П.Н. Лебедева РАН и Научно-производственным объединением им. С.А. Лавочкина по контракту с Российским космическим агентством, совместно с рядом научно-технических организаций России и ряда других государств.
По материалам «ФИАН-Информ»
