http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=9caafae3-a50f-4dda-8ce5-1a39346682f6&print=1© 2024 Российская академия наук
Первую декаду ноября группа учёных из четырёх академических учреждений, подведомственных Минобрнауки России: Дагестанского федерального исследовательского центра РАН, Специальной астрофизической обсерватории РАН (Карачаево-Черкесия), Астрокосмического центра ФИАН им. П. Л. Лебедева (Москва) и Института прикладной физики РАН (Нижний Новгород), - провела в экспедиции по горным районам Дагестана.
Целью экспедиции, по словам директора ДФИЦ РАН Акая Муртазаева, было натурное изучение микроволнового астроклимата в наиболее перспективных для размещения инструментов субтерагерцового диапазона точках горного Дагестана. Исследования проводились в рамках готовящейся академической программы развития субтерагерцовой астрономии. Ещё более мощным стимулом активизировать эти исследования стало объявленное Правительством России (распоряжение от 20.07.2021 года № 2009-р) и подтверждённое протоколом от 27.10.2021 года № 22 Российско-узбекской межправкомиссии решение об учреждении уже в текущем году международной радиообсерватории «Суффа». Важной особенностью этой обсерватории станет наличие, наряду с инструментами на территории Узбекистана, субтерагерцового радиотелескопа в России. Оптимальным местом его расположения по ряду причин является Северный Кавказ.
Чем восточнее, тем меньше осадков
В течение 8 лет учёными велись исследования микроволнового астроклимата в западной части Кавказа – в Карачаево-Черкесии и Кабардино-Балкарии. Минувшим летом была совершена экспедиция на вершину Эльбруса. Но все проведённые измерения показали довольно заметное поглощение микроволн чересчур влажной атмосферой западной части Северного Кавказа.
Научный руководитель САО РАН и научный лидер развития проекта субтерагерцовой астрономии в России, вице-президент РАН академик Юрий Балега, хорошо зная Кавказ, предложил рассмотреть регионы, расположенные немного восточнее, ведь по метеоданным количество осадков по мере смещения на восток уменьшается на порядок. Конечно, осадки – это вероятный индикатор, и даже космические измерения прозрачности атмосферы лишь косвенно свидетельствовали о перспективности восточной части Кавказа.
С целью проверить данную гипотезу и были организованы последние поездки. В августе научный руководитель кавказской экспедиции, главный научный сотрудник ИПФ РАН и АКЦ ФИАН Вячеслав Вдовин с пробным визитом посетил перспективные площадки в Чеченской Республике, и туда предполагается полномасштабная экспедиция будущей весной. Этой осенью решили сопоставить площадки в Северной Осетии и Дагестане. В соседней республике наблюдения были завершены лишь 11 ноября, и пока выводы делать рано. А первая неделя месяца была посвящена изучению двух весьма перспективных площадок Дагестана: горы Маяк около с. Гуниб и горы Шалбуздаг около с. Мискинджа.
Возглавил дагестанскую экспедицию Акай Муртазаев, в её состав, помимо давно сработавшейся команды САО – ФИАН – ИПФ, вошли руководитель Горного ботанического сада ДФИЦ РАН Загирбег Асадулаев, заведующий Гунибской базой ГорБС Идрис Ибрагимов, научный сотрудник ГорБС Азиз Исмаилов, заведующий лабораторией почвенных и растительных ресурсов ПИБР ДФИЦ РАН Рамазан Муртазалиев.
Не обошлось без приключений
Как и во всякой экспедиции, не обошлось без приключений: в горах захлебнулся от обеднённой кислородом атмосферы новый бензогенератор, которым буквально накануне похода был заменён старый, проверенный годами источник электропитания. В итоге в Гунибе отыскали генератор, правда, весом втрое больше штатного. А каждый лишний килограмм в горах – это проблема. Но и с ней справились!
Измерения на обеих намеченных площадках состоялись и принесли очень хорошие результаты.
– Данных довольно много, — говорит Акай Курбанович. – Их детальная обработка – занятие нескорое, и её выполнят после окончания экспедиции специалисты ИПФ РАН. Но предварительно уже можно сказать, что гипотеза Ю. Балеги подтверждена! Восточный Кавказ намного перспективнее с точки зрения установки инструментов субтерагерцового диапазона, чем западный.
Гуниб (гора Маяк) продемонстрировал вполне обнадёживающие результаты по прозрачности атмосферы с поглощением не хуже 0,17 непера. Гора Шалбуздаг, будучи более высокой вершиной, обнадёжила ещё больше – 0,07 и даже 0,04 непера на верхней площадке. Это чрезвычайно низкое поглощение атмосферы, какого не удавалось увидеть на площадках Западного Кавказа. На высоте в 5 км на Эльбрусе поглощение было 0,25 непера, правда, августовская метель на вершине приводила к погрешности измерения примерно ±0,25 и ничего сказать о реальной картине было нельзя, кроме того, что за полгода попыток найти приемлемое для наблюдений окно не привели к успеху.
Первый шаг, чтобы исправить ситуацию
Однако и Шалбуздаг визуально не кажется на 100 % лучшим среди вершин Дагестана. По дороге участники экспедиции поглядывали и на Ярыдаг, и на Базардюзю, они повыше Шалбуздага, да и за Курушем были видны довольно перспективные вершины. Но первые две лежат точно на границе с Азербайджаном, и экспедиции туда сопряжены с определёнными сложностями.
Зачем всё же учёным нужно забраться повыше в горы? Особенностью слабо освоенного, в частности в России, субтерагерцового диапазона частот является очень большое поглощение этих волн атмосферой. Основные поглотители – вода и кислород, а их-то на высоте как раз мало. Оттого лучшая в мире субтерагерцовая обсерватория расположена в Чили в пустыне Атакама.
Ещё одной особенностью таких волн является огромный к ним интерес астрономов – это уникальное окно, через которое они изучают как первые мгновения после «Большого взрыва», так и терминальные стадии развития космических объектов – чёрные дыры. В мире уже десятки обсерваторий оснащены антеннами этого диапазона, а в России на сегодняшний день пока нет ни одной. И экспедиция была организована как первый шаг, намеченный Российской академией наук, чтобы исправить эту ситуацию.
Общее дело
Кстати, в своём стремлении вверх субтерагерцовые астрономы не ограничиваются горами. Итальянские партнёры совместно с командой Вячеслава Вдовина запускали со Шпицбергена в 2019 году обсерваторию на воздушном шаре на 40 км, а АКЦ ФИАН ведёт сейчас разработку космической субТГц-обсерватории Миллиметрон, которая планируется к полёту в 2029 году.
Впрочем не только астрономы активны в субтерагерцах. Здесь есть и возможности радиолокации космических объектов – можно обеспечить обнаружение не только летящих к Земле астероидов, но и слежение за объектами так называемого космического мусора. Есть и серьёзные перспективы развития высокопроизводительной дальней космической связи на тех же антенных системах, что используются для астрономии. Кстати, основным источником финансирования работы стал грант Российского научного фонда № 19-19-00499, одной из задач которого являлось исследование условий распространения субтерагерцовых волн в системах телекоммуникаций. Но реально экспедиция выполнялась при самой активной поддержке всех организаций-участников, и все просто старались решить научную задачу – общего дела, не считаясь ни с расходами, ни со временем.
Резюмируя, можно утверждать, что если в результате экспедиции будут надёжно подтверждены уникальные характеристики микроволнового астроклимата Дагестана, есть реальный шанс построить в нашей республике первую в России антенну субтерагерцового диапазона частот, которая может обеспечить широкий спектр актуальных задач радиоастрономии, телекоммуникаций и радиолокации космических объектов. Однако для обоснованного выбора места установки дорогостоящей антенны нужны более детальные и продолжительные (не менее полугода) измерения атмосферного поглощения на перспективных площадках. И они предварительно выбраны. Участники выражают сердечную признательность всем, кто поддерживал их в этой работе, при этом особо отмечают вклад лётчика-испытателя Магомеда Толбоева, самым активным образом стимулировавшего команду и обеспечившего режим максимального благоприятствования в ходе экспедиции по Дагестану.