Александр Гурштейн - Извечные тайны неба

Отдельным направлением перспективного телескопостроения является создание космических телескопов для работы за пределами атмосферы Земли. Отсутствие атмосферных помех делает орбитальные телескопы гораздо более «дальнобойными», чем такие же по размерам телескопы на поверхности Земли. Нет у космических телескопов и ограничений по работе в различных участках спектра электромагнитных волн.

23 марта 1983 г. в СССР была запущена автоматическая астрофизическая станция «Астрон» с телескопом, предназначенным для исследований в ультрафиолетовой области спектра. Установленный на «Астроне» телескоп – крупнейший из запускавшихся до тех пор на орбиту: поперечник его объектива 0,8 м. Телескоп сконструирован и построен в результате совместной работы Крымской астрофизической обсерватории АН СССР, Бюраканской астрофизической обсерватории АН Армянской ССР и ряда промышленных предприятий. Спектрометр для этого телескопа создан при участии Лаборатории космической астрономии из Марселя (Франция). Кроме того, на «Астроне» установлены рентгеновские спектрометры Института космических исследований АН СССР.

Помимо продолжительной основной программы наблюдений звезд и галактик, на протяжении 8 месяцев с декабря 1985 г. по июль 1986 г. с помощью «Астрона» велись наблюдения кометы Галлея.

В конце февраля 1987 г. в Большом Магеллановом Облаке вспыхнула Сверхновая звезда. Безропотно проработавший к тому времени на орбите 4 года, «Астрон» оказался инструментом, полностью подходящим для детального изучения этого очень редкого явления.

Катастрофа «Челленджера» отодвинула на несколько лет вывод на орбиту американского космического телескопа имени Хаббла, в подготовке которого, помимо США, участвовало Европейское космическое агентство; дорогостоящий телескоп с зеркалом поперечником 2,4 м остался лежать в испытательном цехе фирмы «Локхид». Стоимость этого престижного инструмента умопомрачительно высока: к моменту предполагавшегося запуска летом 1986 г. фактические затраты на его создание превзошли 1,2 млрд долларов. Расчетный срок рабочей жизни телескопа 20 лет, но даже при таком большом сроке эксплуатации каждая его «наблюдательная минута» обойдется в 150 долларов. Немудрено, что для составления подходящей программы наблюдений в США пришлось организовать специальный научный институт.

Телескоп имени Хаббла должен дать возможность наблюдать предельно слабые небесные объекты, которые «не по зубам» ни одному наземному телескопу. Он должен отодвинуть край наблюдаемой Вселенной. Но это осуществится только при условии, если оправдает надежды система ориентации телескопа. Требования к ней суровы: удерживать телескоп наведенным на наблюдаемые объекты с погрешностью 0,007''. Если такого не произойдет, то преимущества космического телескопа по сравнению с наземными пойдут насмарку. Требования по точности ориентации исключают, кстати, возможность эксплуатации телескопа в присутствии космонавта. Малейшее движение человека вызовет отклонение оптической оси телескопа намного больше, чем критические 0,007''.

Серьезные меры предосторожности пришлось продумать на случай, если в условиях невесомости зеркало космического телескопа слегка изменит форму. За «спиной» зеркала установлены специальные толкатели, которые по командам с Земли способны внести в форму зеркала необходимые коррективы.

Крупным шагом к развертыванию в околоземном космическом пространстве долговременных астрономических обсерваторий явился запуск 31 марта 1987 г. в СССР с помощью ракеты-носителя «Протон» специализированного астрофизического модуля «Квант». Модуль был вскоре состыкован с орбитальной станцией «Мир». В состав научной аппаратуры модуля входят рентгеновская обсерватория «Рентген», созданная в порядке международного сотрудничества, а также разработанный в СССР при участии специалистов из Швейцарии ультрафиолетовый телескоп «Глазар» и многие другие приборы.

Астрономы полны решимости вступить в XXI век во всеоружии новых наземных и космических инструментов.

Если оптические телескопы справедливо называть «глазами» астрономов, то в связи с бурным развитием радиоастрономии у них появились еще и «уши».

Недалеко от уникального 6-метрового оптического телескопа БТА расположился ныне один из наиболее грандиозных радиоастрономических инструментов планеты – радиотелескоп Академии наук СССР поперечником 600 м, или сокращенно РАТАН-600. Если взглянуть на него с борта вертолета, РАТАН-600 представляется взору огромным серебристым обручем, заброшенным на плоскую площадку у подножия гор в стороне от станицы Зеленчукской. Однако это очень «гибкий» обруч. Математик сказал бы, что он с необходимой точностью передает форму пояса, вырезанного из сферы, диаметром 600 м.

Элементы отражающей радиоволны поверхности РАТАН – около тысячи установленных вертикально на круговом фундаменте плоских панелей шириной 2,1 и высотой 7,4 м. Каждая панель смонтирована на отдельной ферме, которая может немного перемещаться взад-вперед и, главное, поворачиваться вверх в пределах 70°. Так же, как и для БТА, главную роль в управлении РАТАН играет электронно-вычислительная машина.

Наблюдения выполняются на отдельных секторах РАТАН. По команде оператора в соответствии с программой ЭВМ панели заданного сектора радиотелескопа разворачиваются в такие строго рассчитанные положения, что образуют единый, как бы вырезанный из 600-метровой сферы пояс, нацеленный именно в ту точку неба, где предстоят наблюдения. В процессе наблюдений ЭВМ непрерывно корректирует положения всех панелей, и благодаря этому РАТАН остается все время наведенным на одну и ту же точку движущегося небесного свода.

Радиотелескоп столь необычной конструкции был спроектирован в послевоенные годы видным советским физиком С. Э. Хайкиным. Его идея прошла сначала успешные испытания в Пулковской обсерватории, а впоследствии, в гораздо больших масштабах, была осуществлена в предгорьях Северного Кавказа.

Никакой радиотелескоп обычной конструкции с поворотным сплошным параболическим отражателем – наподобие радиолокатора – не может соревноваться по поперечнику зеркала с РАТАН-600. Первенство среди таких радиотелескопов классического образца долгое время держал инструмент английской обсерватории Джодрелл Бэнк. Он состоит из одного металлического параболоида диаметром 76 м. Сравнительно недавно его «перещеголял» телескоп радиоастрономического института им. Макса Планка в Эффельсберге (ФРГ) с диаметром зеркала 100 м.