Экскурсия к звёздам: Как работает Тянь-Шаньская астрономическая обсерватория Алматы

Тянь-Шаньская обсерватория располагается в 30 километрах от Алматы в живописном месте близ Большого Алматинского озера. Основана она в 1956 году, а с 1996 года принадлежит Астрофизическому институту им. Фесенкова. 

Дорога до места назначения занимает около часа – всё зависит от времени года, так как подъём в обсерваторию не самый простой. Расположена она на высоте чуть выше 2700 метров над уровнем моря.

По дороге в обсерваторию можно понаблюдать за красотой Заилийского Алатау, насладиться бархатными хребтами, каменистыми скалами и чистейшими родниками. Также нам предстояло переехать через контрольно-пропускной пункт, поэтому наличие документа, удостоверяющего личность, обязательно.

Прежде чем начать рассказывать об обсерватории, нужно сделать небольшое отступление на десятки лет назад. Начало астрофизических исследований в Казахстане было связано с полным солнечным затмением 21 сентября 1941 года. В Алма-Ату для его наблюдений приехали экспедиции из ряда обсерваторий Москвы и Ленинграда. Уже через несколько дней после затмения академиком Василием Фесенковым в Совнарком Казахской ССР была направлена записка, в которой он обосновал необходимость организации в Алма-Ате Казахстанского НИИ астрономии, физики и геофизики. Спустя месяц Совнарком постановил организовать в Алма-Ате при Казахском филиале АН СССР Институт астрономии и физики на базе астрономического и физического оборудования Комиссии по наблюдению полного солнечного затмения и Казахского Государственного университета им. С.М. Кирова и утвердил директором Института астрономии и физики академика Фесенкова Василия Григорьевича.

Строительство первой обсерватории на Каменском Плато началось в 1947 году. В создании и развитии института Фесенков находил понимание и поддержку Каныша Сатпаева – выдающегося учёного и первого президента Академии наук Казахской ССР.

Сегодня Астрофизический институт им В.Г. Фесенкова входит в состав Национального центра космических исследований и технологий Аэрокосмического комитета Министерства оборонной и аэрокосмической промышленности Республики Казахстан.

Однако вернёмся к нашему мини-путешествию. На высоте 2,7 км воздух становится более влажным и прохладным, поэтому нас заранее предупредили - нужно взять с собой тёплые вещи. Обсерватория кажется небольшим поселком: домики советской постройки, местная живность и небольшое здание, выполняющее функцию общежития.

Но на самом деле в обсерваторию доступ имеет не каждый, да и приезжают сюда в основном научные сотрудники и иностранные делегаты. Чтобы посетить Тянь-Шаньскую обсерваторию, нужно получить особое разрешение, заранее обосновав цель своего приезда. В основном такая "закрытость" связана с её удалённостью. Зимой здесь часто бывают оползни и гололёд, рассказывает директор Астрофизического института имени Фесенкова Асылхан Бибосинов.

"У нас не хватает финансов на транспортное средство. При этом нужно на каждого туриста медицинское страхование. Если вы от какой-то организации пишете запрос, в нём указывается, что вы медицинские моменты берёте на себя при возникновении внештатных ситуаций. Это сейчас хорошо на дороге, а в остальное время тут слякоть. Оползень постоянно. Мы не можем за это отвечать. Плюс транспорт вы обязательно должны брать на себя. То есть наша задача при положительном решении – встречать, рассказывать про нашу деятельность", - говорит Бибосинов.

Для иностранных делегатов существует особый алгоритм получения разрешения. Необходимо написать официальный запрос на имя директора Астрофизического института имени Фесенкова, приложить копии паспортов, обозначить дату, рабочую программу и направить его минимум за неделю.

"Я отправляю запрос в наш центр (Национальный центр космических исследований и технологий – прим. ред.) Это буквально за один день делается. При центре у нас есть первый отдел, который проверяет иностранных делегатов. Если всё нормально — разрешает. Желательно, конечно, чтобы заявка была от организации, не от физического лица", - отмечает Бибосинов.

Для любительских экскурсий можно обратиться в обсерваторию, расположенную на Каменском плато. Там заключены договора с несколькими турагентствами и имеются конкретные расценки на посещение места. Эта обсерватория давно служит излюбленным местом школьников, туристов и романтиков.

Местность, куда направились в этот раз мы, представляет собой комплекс из четырех обсерваторий: Тянь-Шаньской, Специальной солнечной, наблюдательной станции радио полигона "Орбита" и космостанции.

Учёные, астрономы, инженеры здесь занимаются изучением космического пространства, фотометрией звёзд, оптическим исследованием атмосферы и влиянием солнечной активности на магнитное поле Земли. После заката солнца даже малейший свет может помешать работе наблюдательных аппаратов.

В обсерватории установлены два автоматизированных однометровых телескопа немецкой системы Карл Цейс: восточный и западный. Отличие западного в том, что на нём установлен спектрограф, позволяющий разложить излучение по спектру, понять внутреннюю природу звёзд и их химический состав. Всего в Казахстане три телескопа с диаметром зеркала в один метр: один находится в обсерватории Ассы-Тургень, два – здесь, в Тянь-Шаньской астрономической обсерватории. К слову, первый звёздный телескоп с полуметровым зеркалом был установлен здесь в 1968 году. Срок эксплуатации телескопов примерно составляет 150 лет.

"Класс однометровых телескопов сегодня самый востребованный. Но, конечно, прорывные открытия в мире делаются на телескопах с бОльшим диаметром. Сейчас у нас идёт проект по установке 3,6-метрового телескопа в обсерватории Ассы-Тургень", - рассказал главный инженер Астрофизического института имени Фесенкова Максим Кругов.

На однометровом телескопе ведутся фотометрические исследования переменных звёзд в Млечном пути, затменных систем с движущейся линией апсид, затменных звёзд с пульсирующей компонентой, реализуются программы по экзопланетам и белым карликам.

Телескопы постоянно модифицируются. Например, оптическая система зеркала одного из телескопов стоит с 1989 года, но несколько лет назад был доработан корректор, который позволил увеличить поле зрения телескопа в четыре раза. Благодаря этому телескоп позволяет получать материал на расстоянии 13 миллиардов световых лет.

"То есть всё, что можно увидеть до границ Вселенной. Благодаря территориальному расположению и хорошему климату, этот однометровый телескоп может за два часа дойти до обозримого края Вселенной", - говорит главный инженер.

Сегодня астрономы сменили тот архаичный образ, который мы привыкли понимать под этой профессией. Окуляр телескопа заменил монитор компьютера, а следить за небом можно из разных точек мира дистанционно. Главное условие – наличие доступа к сети. 

"Наше оборудование может управляться дистанционно. На самом деле бывает, что мы в обсерваторию не заходим месяцами. К этому телескопу мы можем подключаться в любом месте, где есть интернет. У нас хорошие отношения с заслуженным профессором Анатолием Мирошниченко из университета Северной Каролины в Гринсборо. Он может оттуда подключаться к нашему телескопу, когда у них день, а у нас ночь. И, наоборот, мы подключаемся к телескопу днём, когда у них ночь", - говорит Максим Кругов.

Сегодня работа обсерватории охватывает широкий диапазон задач. Одна из них — это поиск экзопланет –  планет вне нашей солнечной системы, пригодных для жизни людей.

"Мы изучаем Белые карлики – это конечная стадия эволюции звезды, чтобы предсказать, что будет с нашим Солнцем. Ему осталось порядка пяти миллиардов лет. А когда оно пройдёт стадию Красного гиганта, то начнёт сбрасывать внешнюю оболочку, которая может разрушить всю планетную систему, в том числе и Землю. Но, оказывается, некоторые планеты после такого способны выживать. И даже после того, как Солнце сбросит оболочку, вокруг него могут формироваться новые планетные системы", - рассказывает ведущий научный сотрудник Астрофизического института имени Фесенкова Александр Серебрянский.

Вместе с тем, на однометровом телескопе учёные ведут наблюдение за геостационарными казахстанскими спутниками KazSat, которые обслуживают связь и телекоммуникации. Это позволяет предотвратить столкновение казахстанских спутников с другими, которых насчитывается порядка двух с лишним тысяч.

"Много стран запускают свои геостационарные спутники, с каждым годом их становится всё больше и больше. Это как пробка на проспекте Аль-Фараби в час пик. Но вот только управлять спутниками приходится на расстоянии 40 тысяч километров. А ещё спутники устаревают, превращаются в космический мусор, но бывает так, что их не успевают перевести в специальную зону захоронения и они продолжают двигаться, разрушаясь и мешая работе действующим объектам. Наблюдая наши спутники, мы должны определять их орбиту, иметь данные о других аппаратах и предсказывать их возможные столкновения. Если такое происходит, мы сообщаем об этом в Республиканский центр космической связи. Там они совершают манёвр: можно слегка притормозить один спутник и второй обгонит. Как на дорогах. Такая ситуация была со спутником KazSat-1, с ним произошёл сбой навигационного оборудования, сейчас он в зоне захоронения", - говорит ведущий научный сотрудник АФиФ.

Инженеры сейчас разрабатывают систему в телескопах, которая может предсказать, какой будет погода через час. То есть система может мониторить динамику ветра, влажности, других параметров и делать прогноз.

Сегодня казахстанская обсерватория сотрудничает с учёными Великобритании, США, России, Франции, Германии и других стран. Как говорят учёные, в астрономии главное – открытия во благо мировой науки, поэтому деньги и выгода отходят на второй план, если не на последний. Кроме того, совместная работа позволяет более глубоко изучать космическое пространство из разных точек мира. 

"В прошлом году российский астроном Леонид Еленик, находясь в Москве, наблюдал по Интернету в телескоп, который стоит в Мексике. Позвонил нашему младшему научному сотруднику Инне Рева, сказал: "У меня начинается восход, какой-то непонятный объект, пришлите снимки со своего телескопа". Инна снимает, отправляет три снимка с нашего телескопа, а через два часа мы узнаем, что Еленин открыл новую комету. То есть астрономы, исследуя космос, работают в международной группе напрямую друг с другом. В любой момент нам могут позвонить учёные из Сантьяго и попросить в нужный момент провести исследования на нашем телескопе. Мы присылаем им свои результаты, а они включают нас в свои научные статьи. И мы их можем об этом просить. И ни слова про деньги», - говорит Серебрянский.

Помимо двух рабочих телескопов, сотрудники обсерватории показали нам третий казахстанской сборки, который 25 лет пролежал на складе. Совсем скоро он отправится в Иорданию. Учёные говорят, это и есть вклад в мировую науку. Такой же телескоп совсем скоро будет стоять и в обсерватории Ассы-Тургень. 

"Этот телескоп довольно скоростной и компактный, его можно перевезти в любую обсерваторию. У него диаметр зеркала - 800 миллиметров, он может наблюдать как геостационарные объекты, так и объекты дальнего космоса. Этот телескоп по совместному проекту с Иорданией установим там. Вместе с нашими учёными, потом мы будем выходить туда дистанционно. Это вклад Казахстана в международное исследование космоса", - рассказали учёные.

Говоря о работе обсерватории, мы не могли не затронуть вопрос о финансировании. Сегодня Тянь-Шаньская обсерватория Астрофизического института имени Фесенкова находится полностью на финансировании Министерства оборонной и аэрокосмической промышленности.

"В прошлом году у института было около 200 миллионов тенге, в этом – около 100 с лишним, но всё это зависит от конкурсов. Министерство образования и науки, Министерство сельского хозяйства и другие ведомства объявляют конкурсы, если мы их выигрываем, то финансирование есть. В изучении неба с помощью приборов, конечно, мы вне конкуренции, но есть и другие проекты, которые могут выиграть другие институты. Мы участвуем и в международных проектах, но они финансируют не институт, а только сотрудников, которые в них участвуют", - делится директор АФиФ Бибосинов.

Один из проектов, который сейчас разрабатывает институт, – наблюдение за неизвестными спутниками, которые пролетают над Казахстаном.

"Мы работаем над методом определения, кому и какой стране эти спутники могут принадлежать, с какой целью они там летают. Такой проект будет интересен военным", - сказал Бибосинов.

Каждый год Министерство образования и науки выделяет гранты по программе магистратуры и докторантуры PhD. Ежегодно после обучения в институт приходят по  50 человек физиков, механиков, инженеров и географов.

"Мы не можем всех их обеспечить местами, но половина отсекается сразу из-за интересов. Если из этих 50 останутся двое-трое – уже хорошо. Уходят и потому, что нет на руках своей идеи или проекта, который можно продвинуть в рамках нашего института, или примкнуть к уже существующим проектам. То есть всё зависит не от количества рабочих мест, а от проектов", - поясняет руководство.

Сейчас общее количество работников по институту около 150 человек, из них научных сотрудников – около 80, остальные – вспомогательный персонал от техников до дворников.

После захода солнца в Тянь-Шаньской обсерватории практически нет света. Дождавшись наступления полной темноты, мы отправились на ночную экскурсию по звёздному небу, которую провёл ведущий научный сотрудник обсерватории Анатолий Кусакин. Анатолий Васильевич больше 60 лет посвятил астрономии. Сейчас он занимается исследованием новых пульсирующих переменных звёзд. По их пульсации учёный определяет физические характеристики звёзд. А вот затрагивая интересующую многих тему жизни на других планетах, учёный отвечает коротко:

"62 года я наблюдал, никаких НЛО я не видел. На счёт жизни... Конечно, жизнь биологическая есть, но в подавляющем большинстве случаев это жизнь вследствие всяких катастрофических явлений и она не развивается до высокого уровня. Считается, что некоторые более простейшие с метеоритами падают на землю, а там, в зародыше, есть жизнь, и им не страшна радиация, нам же страшна", - говорит Анатолий Васильевич.

Следующей яркой частью пресс-тура стало наблюдение за планетами через телескоп. Первыми на небе появился Юпитер и Сатурн, ближе к 3 часам ночи нам удалось увидеть через телескоп Марс и Луну. Исследования крупнейших планет солнечной системы на протяжении многих лет ведёт лаборатория физики Луны и планет, также изучаются и другие небесные тела – спутники планет, кометы.

На следующее утро журналисты отправились знакомиться с радио полигоном "Орбита". На нём установлен прибор для изучения верхних слоёв атмосферы  – 12-метровая спутниковая система. В советское время она применялась для наблюдения за спутниками и трансляции телевизионных сигналов. Наверняка, многие помнят телеканалы Орбита и Орбита-4. То есть это первая система в мире спутникового телевидения

Сейчас же она выполняет другую функцию – регистрирует радиоизлучение Солнца и его активность. Все полученные данные отправляются в РГП "Казгидромет" либо "Роскосмос", чтобы предупредить людей о надвигающейся магнитной буре. Как правило, магнитные бури оказывают влияние на здоровье и самочувствие людей. Они опасны, в первую очередь, для тех, кто страдает артериальной гипертонией и гипотонией, болезнями сердца. 

"После излучения на солнце основные тяжелые частицы долетают сюда двое-трое суток. Вот в прогноз погоды говорят: "Метеозависимым людям надо быть осторожнее". Мы имеем возможность предупредить людей, что такое событие будет. Это достаточно серьёзные вещи, из-за этого меняют трассы самолетов, орбиты спутников", - говорит о своей работе начальник экспедиции института ионосферы Михаил Бобров.   

Порой плохая геомагнитная обстановка, говорят специалисты, есть повод для отмены запуска ракет-носителей,  потому что большое количество выходит из строя по причине магнитных бурь. Учёные предлагают в будущем использовать радио-полигон "Орбита" для аэрокосмической отрасли Казахстана, так как с него можно следить за отечественными спутниками и использовать как один из запасных пунктов связи.

Сейчас на радиополигоне установлены компьютеры старой сборки, но это неспроста. Суровые климатические условия высокогорья способны выдержать только они. Кроме того, все данные с этих компьютеров автоматически отправляются в Институт иносферы в Алматы, где проводится основная работа по моделированию и прогнозированию ситуации.

А такое оборудование сегодня служит своего рода местным музейным экспонатом. Когда-то вся работа по наблюдению за Солнцем проводилась на них.

Немного выше обсерватории, в перевале Жусалы-Кезень, на высоте 3336 метров над уровнем моря расположена Космостанция, или сокращённо станция космических лучей. Она была организована в 1957 году. Здесь ведутся проекты по регистрации частиц космического излучения. До неё дойти нам не удалось из-за нехватки времени, но как рассказал заведующий сектором регистрации космических лучей Андрей Малимбаев, одной из задач космостанции является прогнозирование землетрясений, так как иногда они могут быть вызваны тепловыми нейтронами из космоса, а также прогнозирование магнитных бурь.

Экскурсия по Тянь-Шаньской астрономической обсерватории показала, что астрономия в Казахстане продолжает развиваться, главное, чтобы интерес у молодого поколения не пропадал, а только увеличивался. А это возможно только при достаточном финансировании. Как ни печально, многие молодые учёные-энтузиасты уходят из науки из-за низкой оплаты труда. Хочется верить, что колоссальный труд людей, посвятивших себя космосу и изучению Вселенной, будет оцениваться по достоинству.

Ну, и напоследок нельзя не отметить прекрасный вид, открывающийся с Тянь-Шаньской атрономической обсерватории. Правда, он прекрасен?