Зачем Казахстану свой космос?

27 июня 2018, 16:51

2255

Космическая наука на взгляд обывателя кажется чем-то загадочным, заоблачным и непонятным. Между тем казахстанские ученые работают над делами вполне земными – наблюдают из космоса, что происходит во время землетрясений, прогнозируют геомагнитные бури, сообщают минсельхозу об очагах и распространении саранчи, а чээсников предупреждают о возможных наводнениях. И таких прикладных задач больше, чем звезд на небе. Разобраться, как космическая наука решает полезные для человечества вопросы, порталу 365info.kz помог Чингис Омаров, президент АО «Национальный центр космических исследований и технологий».

— Расскажите, пожалуйста, об основных вехах развития космической науки в Казахстане.

— «Космические исследования в Казахстане имеют давние традиции», – писал президент Республики Казахстан Нурсултан Назарбаев в книге «Казахстанский путь». Это на самом деле так. Сегодня и традиционные направления, такие как астрофизика, и совсем новые, связанные с разработкой самых различных технологий, объединены в составе нашего центра.

Это три наших института – Астрофизический, Институт ионосферы и Институт космической техники и технологий, департаменты дистанционного зондирования Земли и космического материаловедения и приборостроения, где проводятся исследования на самом высоком научном уровне.

Чингис Омаров, президент АО «Национальный центр космических исследований и технологий»

Солнечное затмение 41-го

Но мы хорошо помним, с чего все начиналось. А начиналось все в астрофизики.

Начало астрофизических исследований в Казахстане было связано с полным солнечным затмением 21 сентября 1941 года,

когда в Алма-Ату для его наблюдений приехали экспедиции из ряда обсерваторий Москвы и Ленинграда. Уже через несколько дней после затмения академик В. Г. Фесенков отправил в Совнарком Казахской ССР записку, в которой обосновывалась целесообразность организации в Алма-Ате Казахстанского НИИ астрономии, физики и геофизики.

В записке отмечалось, что, во-первых, во всем Казахстане нет никаких астрономических и геофизических учреждений, а между тем создание научной базы по этим специальностям было бы

чрезвычайно полезно для края, его всестороннего изучения и исследования его природных богатств

Во-вторых, географическое положение Алма-Аты и климат ее окрестностей весьма благоприятны для деятельности будущего большого астрономического центра, имеющего всесоюзное значение.

В-третьих, в связи с затмением в Казахстане сосредоточено значительное количество научной аппаратуры, которая могла бы быть передана новому учреждению, приехали также квалифицированные специалисты, многие из них были готовы остаться в Казахстане надолго.

В записке давался предварительный план работы института и отмечалось, что он сразу мог бы включиться в выполнение некоторых оборонных тем.

Несмотря на военные годы

10 октября 1941 года вышло Постановление Совнаркома «Об итогах работы Комиссии по наблюдению солнечного затмения и о дальнейших перспективах астрономической работы в Казахстане», где было указано следующее:

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.
Утвердить директором Института астрономии и физики академика Фесенкова Василия Григорьевича.

Во второй половине 1945 года был готов проект новой обсерватории, одобренный на Президиуме Казахского филиала АН, а в марте 1946 года было принято постановление Союзного Правительства о строительстве Казахской обсерватории и выделении необходимых средств.

Само строительство на Каменском плато началось в 1947 году

В создании и развитии Института астрономии и физики В. Г. Фесенков находил понимание и большую поддержку Каныша Имантаевича Сатпаева – выдающегося ученого и организатора науки, который последовательно был заместителем председателя президиума Казахского филиала АН, потом председателем президиума, а после образования Академии Наук Казахской ССР первым ее президентом.

Вместе с В. Г. Фесенковым и К. И. Сатпаевым у истоков астрономии в Казахстане стояли такие выдающиеся ученые, как Гавриил Адрианович Тихов, Николай Николаевич Парийский, Борис Александрович Воронцов-Вельяминов, Всеволод Федорович Литвинов, Григорий Моисеевич Идлис, Тукен Бегалиевич Омаров.

Это все выдающиеся ученые, чьи имена известны не только в Казахстане и бывшем СССР, но и в мировой науке

Главный институт СССР

В 1948 году из Института астрономии и физики выделился в самостоятельное учреждение Сектор Астроботаники во главе с Г. А. Тиховым.

В 1950 году Институт астрономии и физики разделился на Астрофизический во главе с В. Г. Фесенковым и Физико-технический институты.

Еще одним направлением в становлении и развитии космической науки в Казахстане было изучение ионосферы Земли, которым занимался сначала сектор ионосферы Академии наук КазССР, а затем созданный на его базе Институт ионосферы.

В середине 1960-х были начаты исследования радиоизлучения Солнца и интенсивности галактических космических лучей на аппаратурном комплексе, установленном на высоте 3340 м над уровнем моря.

Особо следует отметить достижения ученых в этот период в исследованиях воздействия наземных химических и подземных ядерных взрывов на ионосферу и разработке дистанционного ионосферного метода контроля взрывов.

По данному направлению Институт ионосферы был головным в Советском Союзе

В соответствии с Распоряжением Совета Министров КазССР и Постановлением Президиума АН КазССР 7 июля 1983 г. на базе Сектора ионосферы был образован Институт ионосферы Академии наук Казахской ССР.

Определились и основные направления научных исследований:

солнечно-земные связи,
закономерности условий распространения радиоволн,
диагностика естественных и искусственных ионосферных возмущений.

Первая казахстанская программа для космонавтов

В первые годы после распада СССР по поручению Нурсултана Назарбаева группа ведущих ученых республики во главе с президентом Академии наук Казахской ССР Умирзаком Султангазином и Виктором Дробжевым приступила к формированию первой национальной космической программы Казахстана.

Тогда было необходимо реформировать науку, все понимали, что без исследования космоса нет будущего государства

В то время была разработана первая казахстанская программа для проведения экспериментов, опытов и исследований на орбитальном комплексе «Мир».

Можно сказать, что с этого непосредственно и началась космическая деятельность в Казахстане

В связи с развитием космической деятельности в Республике Казахстан и реализации ряда госпрограмм и проектов на базе институтов «Национального центра космических исследований и технологий» были заложены основы для дальнейшего развития научной и экспериментальной базы космических исследований в стране.

«Астрофизический институт им В. Г. Фесенкова» (АФИФ) и «Институт ионосферы», а также созданный в 2009 году «Институт космической техники и технологий» в настоящее время входят в состав «Национального центра космических исследований и технологий» Аэрокосмического комитета Министерства оборонной и аэрокосмической промышленности Республики Казахстан.

В составе Центра также работают департаменты материаловедения и дистанционного зондирования земли из космоса.

Прогноз космической погоды

— Назовите, пожалуйста, самые крупные проекты и работы за последние 5 лет.

— Успешная реализация программы инновационного развития Казахстана способствовала значительному расширению направлений и повышению эффективности научно-технической деятельности АО «Национальный центр космических исследований и технологий».

В рамках республиканской бюджетной программы «Прикладные научные исследования в области космической деятельности» нашим «Институтом ионосферы» проводились работы по следующим научным направлениям:

создание системы наземно-космического геодинамического и геофизического мониторинга земной коры Казахстана;
создание казахстанской многоуровневой системы мониторинга и прогноза космической погоды.

В АФИФ создана единая система оптического мониторинга активных и пассивных геостационарных спутников в зоне 100–1400 восточной долготы, разработаны методы обнаружения и сопровождения геостационарных объектов,

создано программное обеспечение для наблюдений активных и пассивных геостационарных объектов

Кроме того, в АФИФ разработана новая технология – спектрограф на базе вогнутой дифракционной решетки. На ее основе изготовлен ПЗС-спектрограф для спектрофотометрических наблюдений звезд и других небесных тел, включая искусственные спутники Земли.

На основе проведенных в 2016-2017 гг. наблюдений был создан банк данных «Сеть спектрофотометрических стандартов звезд промежуточного блеска», который может быть использован при разработке навигационных систем для ракет и космических аппаратов.

Однометровый телескоп. Тянь-Шанская высокогорная астрономическая обсерватория

Наука не может принадлежать одной стране

Сегодня космическая наука интегрировала в себе многие направления – астрофизика, исследования ближнего и дальнего космоса, исследование атмосферы и ионосферы земли, геофизические и геодинамические исследования земной коры с помощью наземных и космических методов.

Сейчас мы занимаемся созданием и запуском наноспутников научного и научно-технологического назначения

В этом году планируется запуск наноспутника научного назначения на американской ракете «Фалькон» компании SpaceX.

Казахстанская космическая наука впитала в себя лучшие традиции советской фундаментальной науки и современного опыта. Это мощный симбиоз, сплав опыта и научных традиций. Я сказал бы, что это даже не казахстанская наука в чистом виде, а мировая.

Ученые не делятся на наших и чужих, их всех объединяет одна большая задача – развивать науку на пользу человечества

Наука не может принадлежать какой-то одной стране.

Нобелевская премия

— А какие проекты можно смело назвать эврикой?

— Последние два года команда казахстанских ученых совместно с зарубежными коллегами и ведущими учеными-астрофизиками всего мирового сообщества работала над открытием мирового уровня — обнаружением гравитационных и оптических сигналов, которые были зафиксированы при слиянии нейтронных звезд.

Результаты были опубликованы в одном из самых уважаемых научных мировых журналах Nature.

Это один из самых ярких результатов в мировой науке

В свое время за открытие и изучение гравитационных волн была присуждена Нобелевская премия по физике — в 2017 год американцы Кип Торн, Райнер Вайсс и Барри Бэрриш, основатели лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO, благодаря которой удалось впервые экспериментально подтвердить существование гравитационных волн, стали нобелевскими лауреатами.

Наши астрофизики принимали участие в исследованиях, которые подтвердили это открытие

— Какие научно-исследовательские работы проводятся на сегодняшний день?

— Их очень много. Назову лишь часть из них. К примеру, в настоящее время в АФИФ проводятся следующие научно-исследовательские работы:

исследования состояния геостационарной зоны в диапазоне контролируемых долгот по наблюдениям спутников связи Республики Казахстан и объектов, потенциально опасных для них;
обнаружение и сопровождение объектов, сближающихся с Землей — астероидов и комет;
разработка программно-вычислительного комплекса для моделирования объектов дальнего космоса с помощью параллельных технологий.

Космические технологии на страже безопасности

В Институте ионосферы проводятся научно-исследовательские работ в рамках госзаказа по республиканской бюджетной программе «Прикладные научные исследования в области космической деятельности».

Сюда относятся два грандиозных проекта:

«Развитие космических технологий мониторинга и прогнозирования природных ресурсов, техногенных изменений окружающей среды, создание космической техники и наземной космической инфраструктуры, исследования объектов дальнего и ближнего космоса»
и «Разработка многоцелевой аэрокосмической системы прогнозного мониторинга (МАКСМ), а также создание на ее основе сервисов комплексного представления информации предупреждения о чрезвычайных ситуациях природного и техногенного характера в совокупности с семантическими и геопространственными данными».

Большой комплекс прикладных работ проводится в «Институте космической техники и технологий». Это разработки, в первую очередь связанные с применением космических технологий в промышленности, на транспорте, в интересах безопасности страны. К примеру, можно назвать

разработку и внедрение системы экстренного реагирования при авариях и катастрофах, сокращенно «ЭВАК»,

аналог российской системы ЭРА-ГЛОНАСС. Наша система работает с использованием сетей GPS, ГЛОНАСС, мобильной связи и предназначена для использования на транспортных средствах как специального назначения (опасные и особо важные грузы), так и для применения на пассажирском и индивидуальном транспорте.

Сейчас она работает в тестовом режиме, но с 2019 года, в соответствии с регламентом Таможенного союза, должна заработать в полную силу на территории всех государств-участников.

Что стоит наноспутник построить?

— Космическая наука – это, пожалуй, самая дорогостоящая отрасль. Кто финансирует ваши проекты?

— Вы правы, наука — вещь весьма дорогостоящая и требует постоянного современного оснащения по последнему слову техники — оборудование, аппаратура, технологии. Нам

нужно обновлять научно-экспериментальные базы, обсерватории, космостанцию, которые были построены еще в советское время

Конечно, мы испытываем дефицит денежных средств, но и не сидим, не ждем, когда нам дадут деньги. Мы и сами зарабатываем, участвуя в конкурсах, как и должно быть при рыночных отношениях.

К примеру, недавно один их наших проектов был профинансирован по государственной программе, благодаря чему мы создали научно-экспериментальную лабораторию по разработке высокотехнологичной продукции и аппаратно-программных систем в «Институте космической техники и технологий».

Лаборатория позволяет проводить испытания опытных образцов приборов и их компонентов

Кроме того, продолжается разработка различной научной аппаратуры, в частности, спутника для исследований атмосферы, ионосферы Земли. Без собственной лаборатории такие работы проводить весьма затруднительно.

В ближайшее время в Астане ожидается ввод в эксплуатацию сборочно-испытательного комплекса для космических аппаратов (СБИК), построенного совместным казахско-французским предприятием «Галам». Так что перспективы того, что у нас в стране будут собираться не только наноспутники, но и спутники других размеров, очень хорошие, и мы будем участвовать в их создании.

Наука на благо казахстанцев

— А какое это будет иметь значение для простого казахстанца?

— Самое что ни на есть прикладное. Мы будет исследовать космическое и околоземное пространство, вспышки на Солнце, геомагнитные бури, составлять прогнозы космической погоды, ее влияния на здоровье человека.

В скором будущем мы привычно возьмем в руки смартфон или часы и увидим не только погоду в Алматы, но и предупреждения о воздействии погоды из космоса на гипертоников и людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями.

— Возможно ли предсказать землетрясение?

— Над этим вопросом бьются все центры мира, в этой области проводятся исследования на очень высоком уровне, и мы тоже работаем в этом направлении.

Когда происходит землетрясение, наблюдаются очень интересные физические явления,

связанные с сейсмологической активностью нашей Земли. Эти изменения наблюдаются из космоса на уровне мезосферы (80 км над землей). В верхних слоях атмосферы наблюдается свечение молекулярного кислорода, эффекты, которые говорят об изменениях электромагнитного поля.

Никакой профанации!

— Как оценивают развитие казахстанской космической науки на мировом уровне? Чем мы уже по праву можем гордиться?

— Главный рейтинг развития науки – это количество публикаций во всемирно известных журналах, на веб-портале Tomson Reuters.

Наш Астрофизический институт стал лидером по количеству публикаций среди отечественных учреждений

В 2016 году по результатам наблюдений гамма-всплесков вышла совместная публикация в соавторстве с зарубежными коллегами в самом рейтинговом международном научном журнале Nature.

В 2017 году в этом же рейтинговом журнале вышла статья международной группы астрофизиков, в которую входят сотрудники АФИФ, посвященная раскрытию тайны мощной вспышки блазара CTA-102.

Больших успехов достиг «Институт ионосферы» в области фундаментальных и прикладных исследований по разработке и внедрению современных космических технологий.

Разработана концепция волновой природы динамических процессов среднеширотной ионосферы. Это дало возможность разработать динамическую модель ионосферы, которая используется для адаптации различных радиосредств (при навигации, пеленгации, радиосвязи и радиовещании) и повышении их качества.

Впервые в Казахстане разработаны технологии наземно-космического мониторинга геодинамических и геофизических процессов,

происходящих в земной коре территории Северного Тянь-Шаня на основе данных глобальной спутниковой системы позиционирования.

Они позволяют сделать картирование современных движений земной поверхности юго-востока Казахстана с выявлением общей тенденции направления движения земной поверхности в регионе,