Новые космические технологии
Ученые Института солнечно-земной физики СО РАН получили прорывные научные результаты благодаря многоволновому радиогелиографу, введенному в эксплуатацию в минувшем году. Он является одним из семи объектов Национального гелиогеофизического комплекса Российской академии наук, который разместится на территории Иркутской области и Республики Бурятия. Его строительство планируется завершить в 2030 году.
Создание Национального гелиогеофизического комплекса Российской академии наук (НГК РАН) предварительно оценивается в 97 миллиардов рублей. Точная стоимость будет определена после прохождения главгосэкспертизы. Этот крупнейший инвестиционный проект реализуется по поручению президента России и в рамках постановления правительства нашей страны на базе обсерваторий Института солнечно-земной физики СО РАН (ИСЗФ СО РАН).
Комплекс позволит проводить фундаментальные и прикладные исследования в области физики Солнца и околоземного космического пространства. Он включен в план комплексного развития Сибирского отделения РАН, определен одним из приоритетных инвестиционных проектов приграничного центра развития Республики Бурятия и одним из современных трендов науки и инноваций в Иркутской области.
Не имеет аналогов в мире
Идейным вдохновителем комплекса стал научный руководитель ИСЗФ СО РАН, академик Гелий Жеребцов, концепция НГК была разработана в 2007 году. Он включает в себя семь объектов. Комплекс оптических инструментов и многоволновый радиогелиограф введены в эксплуатацию в 2022 и 2023 годах. Они расположены в Тункинском районе Республики Бурятия. Радиогелиограф не имеет аналогов в мире и представляет собой систему, которая состоит из 526 антенн.
Радиогелиограф работает в диапазоне частот 3–24 ГГц и позволяет изучать топологию корональных магнитных полей при активном и спокойном Солнце, исследовать волновые процессы и ударные волны в солнечной атмосфере, а также проводить оценку геоэффективности параметров солнечной вспышки, делать краткосрочные прогнозы мощных солнечных вспышек с заблаговременностью 2–3 суток.
– Мы уже получили первые результаты – наблюдение Солнца, событий, протуберанцев на многих частотах, в широком динамическом частотном диапазоне с высоким временным разрешением. Им дана высокая оценка международным научным сообществом. Сибирское отделение Российской академии наук признало ввод в эксплуатацию объекта «Многоволновый радиогелиограф» самым значимым результатом научных разработок в 2023 году, – прокомментировал директор ИСЗФ СО РАН, член-корреспондент РАН Андрей Медведев.
Телескоп с диаметром зеркала три метра
В минувшем году начато строительство одного из самых сложных объектов комплекса – солнечного телескопа-коронографа с диаметром главного зеркала три метра. Предполагается, что по этому параметру он будет вторым в мире. Проектирование телескопа завершилось в 2021 году. В Подмосковье отлиты две заготовки для будущего зеркала телескопа. Вес зеркала составляет порядка 90 тонн, его доставят автомобильным транспортом к окончанию строительства комплекса в 2030 году.
Солнечный телескоп предназначен для изучения магнитных полей и солнечной активности. Он позволит проводить исследования строения солнечной атмосферы с недостижимым прежде пространственным, временным и спектральным разрешением, изучать природу солнечного магнетизма и цикличности активности, а также процессы энерговыделения во вспышечных и других динамических явлениях.
В числе решаемых прикладных задач – создание модели эволюции активных областей на Солнце и методов среднесрочного прогноза на стадии развития активной области, разработка динамической модели корональных выбросов массы и алгоритмов прогноза их эффектов в околоземном космосе.
Андрей Медведев назвал закладку первого камня в фундамент солнечного телескопа-коронографа одним из важнейших событий ушедшего года. В торжественном мероприятии приняли участие главы Иркутской области и Республики Бурятия Игорь Кобзев и Алексей Цыденов, президент СО РАН Геннадий Красников, а также генеральный директор корпорации «Ростех» Сергей Чемезов. Предприятия «Ростеха» принимают участие в создании Национального гелиогеофизического комплекса Российской академии наук.
Новые данные об атмосфере
В течение ближайших семи лет предстоит построить еще четыре инструмента в Иркутской области. Это система радаров, нагревный стенд, лидар и Центр управления данными. Система радаров включает в себя всеатмосферный, мезосферно-стратосферно-тропосферный радары и радар некогерентного рассеяния. Она позволит изучать атмосферные гравитационные волны, естественные и искусственные плазменные неоднородности, а также взаимодействие солнечного ветра с магнитосферой и ионосферой.
Мезосферно-стратосферный лидар может измерять температуру, скорость и направление ветра; изучать озон в стратосфере, оптические свойства слоя Na в мезосфере. Исследуемая высота составляет до 100–120 км. Нагревный стенд позволит проводить исследования ионосферы методом резонансного поглощения КВ-радиоволн, изучать процессы переноса энергии в ионосфере, атмосфере и магнитосфере Земли, а также моделировать эффекты магнитных бурь и высыпаний, метеорологические эффекты и так далее.
В Центре управления и обработки данных, который разместится в Иркутске, планируется обрабатывать и хранить данные, полученные благодаря всему комплексу, управлять режимами его работы в реальном времени, проводить мониторинг состояния космической погоды, проводить эксперименты в интересах научных организаций, вести подготовку продуктов данных для конечных пользователей (потребителей).
– Комплекс состоит из солнечных, радиофизических инструментов, которые передают информацию о околоземном космическом пространстве. Оптические инструменты существенно дополняют радиофизические методы, дают новые сведения и принципиально новые данные о состоянии атмосферы Земли – газовой оболочке нашей планеты, – рассказал научный руководитель ИСЗФ СО РАН академик Гелий Жеребцов.
Исследования в системе Солнце–Земля
Создание НГК РАН обеспечит России на ближайшие 20–25 лет не только мировой приоритет и укрепление научного и технологического суверенитета в использовании околоземного космического пространства, но и переход на качественно новый уровень развития экспериментальных исследований в глобальной системе Солнце–Земля, разработку и освоение новых конкурентоспособных космических технологий, в том числе в интересах Роскосмоса, МЧС, минцифры России, минтранса России, минэнерго России, минприроды России, минздрава России и Роскомгидромета.
Создание комплекса разделено на два этапа, первый завершился в 2023 году и сразу же начался второй этап. На 2023–2025 годы распоряжением правительства РФ предусмотрено финансирование в размере 1 млрд рублей в год на проектирование и строительство объектов 2-го этапа НГК РАН.
– Сейчас идет параллельное движение сразу по четырем объектам – это проектно-изыскательские работы на системе радаров в районе Байкала, Качуга, по лидару, в районе Ангарска (нагревный стенд), в Центре управления данными (Иркутск). Мы рассчитываем на взаимодействие с областными и городскими властями – по землям, принятию архитектурных решений, по согласованию земельных участков, форм разрешенной деятельности, которые необходимы для эффективного строительства комплекса, – отметил Андрей Медведев.
По его словам, введенные в отношении нашей страны санкции не повлияют на реализацию второго этапа проекта. «Мы твердо рассчитываем на отечественные технологии и видим возможность реализовать этап в полном объеме без ухудшения параметров», – сказал директор ИСЗФ СО РАН член-корреспондент РАН Андрей Медведев.
Спортивные ученые
Введение в эксплуатацию всего комплекса потребует дополнительно привлечь до 500 человек персонала. «Без подготовки кадров мы не сможем решить те задачи, которые на нас возлагаются. Готовить специалистов надо уже сейчас, поэтому на базе института функционирует аспирантура, в новом составе заработал диссертационный совет, на базе которого проводятся защиты представителей смежных институтов», – рассказал первый заместитель директора ИСЗФ СО РАН доктор физико-математических наук Сергей Олемской.
– Сергей Владимирович, существует ли на данный момент кадровый вопрос в ИСЗФ СО РАН, насколько активно молодые люди идут в ученые?
– У нас один из самых молодых институтов: 40% сотрудников в возрасте до 35 лет. В перспективе, когда мы говорим об увеличении штата в два раза, этого недостаточно. Поэтому у нас работают и аспирантура, и магистратура. Мы стали одной из четырех в России научных организаций, получившей разрешение подготавливать специалитет. В ближайшее время мы не планируем этим заниматься, но потом, когда российская система образования полностью отойдет от Болонской системы образования, для нас это может стать выходом, чтобы готовить студентов, начиная с первого курса и заканчивая диссертационной работой.
Дело в том, что за время обучения в аспирантуре единицы подготавливают кандидатскую работу, а если научный руководитель берет выпускника-магистра или бакалавра и ведет его в аспирантуре, то это реальный срок, за который можно подготовить полноценного, самостоятельного ученого. В нашем институте очень активная, спортивная молодежь, которая участвует не только в научных, но и спортивных мероприятиях, конкурсах. Мы оказываем поддержку нашим молодым специалистам и видим эффект. В частности, поддерживаем их мобильность (командировки, участие в выездных мероприятиях) и стараемся всячески улучшить их жилищные условия.
