Станции слежения одной из мировых держав внезапно «взбесились». Военные забили тревогу, обратились к учёным. Те сообщили: на Солнце произошла вспышка, и до Земли дошло излучение, частота которого точно совпала с частотой радаров. Это один из многих эпизодов, показывающих важность изучения огромного комплекса явлений, называемого «космической погодой».

На заседании Президиума Сибирского отделения РАН директор иркутского Института солнечно-земной физики СО РАН член-корреспондент Александр Павлович Потехин выступил с докладом о проекте создания в Сибири Национального гелиогеофизического комплекса РАН (заочный содокладчик— академик Гелий Александрович Жеребцов). Постановлением Правительства России от 26 декабря 2014 года на это выделяется свыше 18 миллиардов рублей, основные объекты должны быть возведены в 2015-2017 году на территории Иркутской области и Республики Бурятия. Докладчик подчеркнул: это средства не из бюджета ФАНО, распределяемого между его организациями, а целевое федеральное финансирование.

Но, прежде чем говорить об установках, следует, хотя бы вкратце, рассказать о том, для чего они предназначены. Космические явления, влияющие на нашу жизнь, можно условно разделить на дальние и ближние. Первые связаны, прежде всего, с активностью Солнца. Магнитные и иные излучения, корональные вспышки и выбросы масс воздействуют на аппаратуру спутников и самолетов, а также на их экипажи; на условия распространения радиоволн и, как следствие, на системы связи, радиолокации и навигации. Нагрев верхней части атмосферы может повлечь изменение орбит космических аппаратов, а магнитные волны — вызвать так называемые «паразитные токи» в трубопроводах, кабелях, линиях электропередач и связи, на железных дорогах (правда, не везде, а в околополярных широтах). Но не менее важны и процессы, происходящие сравнительно близко к земной поверхности. Александр Потехин отметил важность изучения системы «магнитосфера-ионосфера-атмосфера» и воздействия на нее факторов солнечной активности, метеорологических и литосферных процессов.

Гелий Жеребцов «В 1990-х годах в США, а затем в других странах, были развернуты  национальные программы «Космическая погода», охватывающие все виды деятельности, необходимые для диагностики и прогноза условий, влияющих на технические системы наземного и космического базирования. Основные объекты — Солнце и его влияние на геокосмос», —констатировал  учёный. В последние годы за рубежом для исследования нашего светила и ближнего космоса (а также разработки новых технологий) созданы крупные экспериментальные установки и обсерватории нового поколения. Среди этих стран Бразилия и Китай, а сооружение в США нагревного стенда HAARP размером 300 на 400 метров и мощностью до 10 МВт вызвало слухи о «климатическом оружии».

Проект Национального гелиогеофизического комплекса (НГГК) РАН призван вывести Россию на передний край изучения «космической погоды» и физики околоземного пространства. По сути, это мультипроект, включающий в себя сразу пять крупных субпроектов. Первый из них — солнечный телескоп–коронограф с  диаметром зеркала 3  метра. «Он внесёт решающий вклад в понимание  происхождения солнечной активности», — уверен Александр Потехин. Установка, по его словам, должна будет обеспечить предельное пространственное разрешение — 70 км на поверхности Солнца, то есть в 10 раз больше существующих в мире аналогов. Точность измерения параметров солнечной атмосферы также должна возрасти вдесятеро. В разработке и создании коронографа будут задействованы основные предприятия оптико-механической промышленности России (прежде всего, входящие в концерн «Швабе»).  «Они работают с нами, потому что и мы им нужны: передаём свои методики и наработки», — пояснил учёный.

Телескоп-коронографВторой субпроект, многоволновый радиогелиограф, станет своеобразной «надстройкой» действующего Сибирского солнечного радиотелескопа. На его крестообразной площадке появятся три новых антенных решетки с общим диапазоном от 2 до 24 ГГц и несколькими сотнями отдельных антенн каждая. Измерение корональных магнитных полей и изучение динамики активных процессов в атмосфере Солнца (солнечных вспышек и выбросов корональной массы) позволит в любую погоду вести мониторинг солнечной активности для предсказания космической погоды в околоземном пространстве. Насколько это важно, показывает приведённый под заголовком инцидент.

Третий блок НГГК формируется из нескольких десятков объектов (станций, радаров, магнитометров, нагревных стендов и других), расположенных в рамках гигантского квадрата, углами которого являются Норильск, Магадан, Хабаровск и Иркутск. Опорным элементом этой сложной системы станет радар НР-МСТ. Он выглядит как ячеистая наклонная стена и является своего рода «конструктором», в котором можно менять конфигурации модулей фазированных решёток и по-разному размещать оборудование. НР-МСТ будет работать на частотах 150-160 МГц, с пиковой мощностью до 2 МВт. Изготавливать его элементы начнут, в основном, на том же предприятии, которое производит военные станции слежения за ракетными запусками.

Весь же комплекс, в который входит НР-МСТ, будет выполнять широкий комплекс научных и практических задач. Прежде всего, это исследования системы «магнитосфера-ионосфера-атмосфера» и отклика этой системы на изменения солнечной активности и метеопроцессов. Заманчивой перспективой видится изучение эффектов модификации ионосферы и возможности их применения для глобальной радиосвязи, то есть использовать для передачи сигнала не только передатчик и приёмник, но и состояние среды. «Это может поменять парадигму, — предположил директор Института лазерной физики СО РАН академик Сергей Николаевич Багаев, — не только наблюдать и детектировать, но и управлять процессами». А задача сегодняшнего дня — контроль за космическими аппаратами и «космическим мусором». Те, кто видел фильм «Гравитация», понимает, насколько второй может быть опасным для первых.

НР-МСТСубпроект номер 4 — российский сегмент международной сети когерентных высокочастотных радаров SuperDARN. Его подключение позволит покрыть измерениями всю арктическую зону планеты. «В любом крупном проекте без России не обойдёшься», — констатировал Александр Потехин. — «Будем давать информацию по состоянию полярной ионосферы и её возмущениям». «Пятый элемент» НГГК (не решающий, как в одноимённом фильме, но существенно важный) — это лидарно-оптический комплекс (ЛОК). Он  предназначен для исследования характеристик физических параметров (температура, плотность, ветер) и состава (ряд газовых составляющих, аэрозоль) в широком диапазоне высот — от приземных слоев до ионосферы, то есть 250-300 километров. ЛОК объединяет активные лазерные системы, включая лидар с площадью аппертуры 5 квадратных метров и энергией импульса 1,5 джоуля, и пассивные инструменты для регистрации собственного оптического излучения атмосферных составляющих. «Этот комплекс будет являться самым мощным в мире», — уверен директор томского Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН доктор физико-математических наук Геннадий Григорьевич Матвиенко, — он ориентирован на очень широкий круг параметров, которые будут измеряться». По мнению учёного, запуск суперлидара приблизит науку к решению проблемы солнечно-тропосферных взаимосвязей.Лидарно-оптический комплекс

О миссии всего НГГК говорил председатель СО РАН академик Александр Леонидович Асеев: «Глобальность этого проекта недооценивается. Солнце — это самый близкий к нам, хотя и удалённый на миллионы километров, работающий термоядерный реактор. Как он действует, наука, по большому счёту, не знает. Попытка создать установку ITER не даст должного соответствия, потому, хотя бы, что мы не получим того гравитационного сжатия, которое есть на Солнце. Решение термоядерной проблемы — это главная задача. Второе — это ионосфера. Изучение всего, что там происходит, исключительно важно, в том числе и в интересах обороны. Но есть и красивая фундаментальная физика».
  

На обсуждении в Президиуме Сибирского отделения звучали и критические ноты. Директор Института катализа им.Г.К. Борескова СО РАН академик Валентин Николаевич Пармон заметил: «Проект не поддержан PR-технологиями. В то время, когда расходы на науку в целом сокращаются, он получает финансирование без должного объяснения, какое значение  имеет, какие результаты должен принести».

То, что вы прочитали — малый шаг к заполнению этого пробела.

Наука в Сибири
Андрей Соболевский