500 метровый телескоп в китае. Телескоп FAST: в поисках внеземных цивилизаций

В моем далеком уже детстве попалась мне хрестоматия по астрономии с тех ещё более далёких лет, которых я не застал, когда эта астрономия была предметом в школе. Читал её до дыр и мечтал о телескопе, чтобы хоть одним глазком посмотреть в ночное небо, но не сложилось. Рос в деревне, где ни знаний, ни наставника для этого не было. Так и ушло это увлечение. Но с возрастом обнаружил, что желание то осталось. Прошерстил интернет, оказывается людей, увлеченных телескопостроением и собирающих телескопы, да ещё какие, и с нуля - масса. Из профильных форумов набрался информации, теории, и решил построить небольшой телескоп для начинающего.

Спроси меня ранее, что такое телескоп, сказал бы - труба, с одной стороны смотришь, вторую направляешь на предмет наблюдения, одним словом подзорная труба, но побольше размером. Но оказывается для телескопостроения используют в основном другую конструкцию, которую ещё называют ньютоновским телескопом. При массе достоинств она имеет не так много недостатков, по сравнению с другими конструкциями телескопов. Принцип его работы понятен из рисунка - свет далёких планет падает на зеркало, имеющее в идеале параболическую форму, далее свет фокусируется и выносится за пределы трубы с помощью второго, установленного под 45 градусами по отношению к оси, по диагонали, зеркала, которое так и называют - диагональное. Далее свет попадает в окуляр и в глаз наблюдающего.


Телескоп это точный оптический прибор, поэтому при изготовлении необходимо соблюдать аккуратность. Перед этим необходимо произвести расчёты конструкции и мест установки элементов. В интернете существуют онлайн калькуляторы расчёта телескопов и грех этим не воспользоваться, но азы оптики знать тоже не помешает. Мне понравился калькулятор.

Для изготовления телескопа в принципе ничего сверхестественного не надо, я думаю что у любого хозяйственного человека в подсобке есть небольшой токарный станочек хотя бы по дереву, а то и по металлу. А если есть ещё и фрезеровочный станок - завидую белой завистью. И уж совсем не редкость теперь домашние лазерные станочки с ЧПУ для вырезания по фанере и 3D печатающий станок. К сожалению, у меня в хозяйстве из всего выше перечисленного ничего нет, окромя молотка, дрели, ножовки, электролобзика, тисков и мелкого ручного инструмента, плюс куча банок, ванночек с россыпью трубок, болтиков, гаечек, шайбочек и прочего гаражного металлолома, который вроде и выкинуть надо, но жалко.

При выборе размера зеркала (диаметр 114мм) мне кажется выбрал золотую середину, с одной стороны такой размер ходовой и уже не совсем маленький, с другой стороны стоимость не такая огромная, чтобы в случае фатальной неудачи пострадать финансово. Тем более главная задача была пощупать, разобраться и научиться на ошибках. Хотя, как говорят на всех форумах, самый хороший телескоп это тот, в которой наблюдают.

И так, для своего первого, надеюсь не последнего, телескопа я выбрал сферическое главное зеркало с диаметром 114мм и алюминиевым покрытием, фокусом 900мм и диагональным зеркалом, имеющего форму овала с малой диагональю в один дюйм. При таких размерах зеркала и фокусного расстояния различия форм сферы и параболы ничтожны, поэтому можно использовать недорогое сферическое зеркало.

Внутренний диаметр трубы по книге Навашина, Телескоп астронома-любителя (1979), для такого зеркала должен быть не менее 130мм. Конечно, лучше побольше. Трубу можно делать и самому из бумаги и эпоксидки, или из жести, но грех не воспользоваться готовым дешёвым материалом - в этот раз метровая канализационная PVH труба DN160, купленная за 4.46 евро в строймагазине. Толщина стенок 4мм мне показалась достаточной, с точки зрения прочности. Пилится и обрабатывается легко. Хотя есть и с 6мм толщины стенкой, но мне показалась тяжеловатой. Для того, чтобы распилить, пришлось на неё брутально сесть, никаких остаточных деформаций на глаз не наблюдается. Конечно, эстеты скажут фи, как можно в трубу для овна звёзды смотреть. Но для настоящих рукопоповцев это не преграда.

Вот она, красавица

Зная параметры зеркала, можно делать расчёт телескопа на вышеупомянутом калькуляторе. Сразу не всё понятно, но по мере создания всё становится на свои места, главное, как всегда, не зацикливаться на теории, а совмещать её с практикой.

С чего начать? Я начал, по моему мнению, с самого сложного - узла крепления диагонального зеркала. Как уже писал, изготовление телескопа требует точности, но которая не отменяет наличие возможности регулировки положения того же диагонального зеркала. Без тонкой регулировки - никак. Схем крепления диагонального зеркала несколько, на одной стойке, на трёх растяжках, на четырёх и прочие. У каждого есть свои плюсы и минусы. Так как размеры, вес моего диагонального зеркала, а значит и его крепления, скажем прямо, малы, я выбрал трёхлучевую систему крепления. В качестве растяжек использовал найденный регулировочный лист нержавейки толщиной 0.2мм. В качестве арматуры использовал медные муфты под 22мм трубу с наружным диаметром 24мм, чуть меньшим размера моей диагоналки, а также болт М5 и болты М3. Центральный болт М5 имеет конусную головку, которая просунутая в шайбу М8 работает как шаровая опора, и позволяет наклонять регулировочными болтами М3 диагональное зеркало при регулировке. Сначала припаял шайбу, потом обрезал грубо под углом и подогнал под 45 градусов на листе грубой наждачки. На обе детали (одна залита полностью, вторая 5мм через отверстие) ушло меньше 14мл пятиминутного двухкомпонентного эпоксидного клея Момент. Так как размеры узла малы, очень трудно всё разместить и чтобы всё это нормально работало, плечо регулировки маловато. Но получилось очень и очень не плохо, диагональное зеркало регулируется достаточно плавно. Болты с гайками макал в горячий воск, чтобы не прилипла смола при заливке. Только после изготовки этого узла этого заказал зеркала. Само диагональное зеркало клеил на двухсторонний вспененный скотч.


Под спойлером некоторые фото этого процесса.

Узел диагонального зеркала

Манипуляции с трубой были следующие: отпилил лишнее, ну и так как труба имеет раструб большего диаметра, использовал его для усиления района крепления растяжек диагоналки. Вырезал кольцо и на эпоксидку посадил на трубу. Хотя жесткость трубы и достаточна, на мой взгляд лишним не будет. Далее по мере поступления комплектующих сверлил и вырезал в ней отверстия, снаружи обклеил декоративной плёнкой. Очень важный момент - окраска трубы изнутри. Она должна быть такая, чтобы как можно больше поглощала свет. К сожалению продающиеся краски, даже матовые, совсем не подходят. Есть спец. краски для этого, но они дорогие. Я сделал так - по совету из одного форума покрыл изнутри краской из баллончика, потом засыпал в трубу ржаной муки, закрыл два конца плёнкой, хорошо покрутил - потряс, вытряхнул то, что не прилипло и опять задул краской. Получилось очень прилично, смотришь как в печную трубу.


Крепление главного зеркала делал из двух дисков фанеры толщиной 12мм. Один с диаметром под трубу 152мм, второй с диаметром главного зеркала 114мм. Зеркало ложится на три кружка приклеенных к диску кожи. Главное, чтобы зеркало не было жёстко зажато, я прикрутил уголки, обматал их изолентой. Само зеркало удерживается штрапсами. Два диска имеют возможность двигаться друг относительно друга для регулировки основного зеркала с помощью трёх регулировочных болта М6 с пружинами и тремя стопорными болтами, тоже М6. По правилам в дисках должны быть отверстия, для охлаждения зеркала. Но так как у меня телескоп дома храниться не будет (будет в гараже), то и температурное выравнивание не актуально. Второй диск в таком случае заодно играет роль пылезащитной задней крышки.

На фото крепление уже с зеркалом, но без заднего диска.


Фото самого процесса изготовления.

Крепление основного зеркала

В качестве опоры использовал монтировку Добсона. В интернете масса различных модификаций, в зависимости от наличия инструмента и материалов. Состоит из трёх частей, первая в которой зажимается сама труба телескопа -


Оранжевые круги это отпиленные кругляки трубы, в которые вставлены круги из 18мм фанеры и залитые эпоксидной смолой. Получилась составная часть подшипника скольжения.


Вторая - куда ставится первая, позволяет двигаться трубе телескопа по вертикали. И третья - круг с осью и ножками, на который ставится вторая деталь, позволяющая вращать её.


В местах опирания деталей прикручены кусочки тефлона, позволяющие легко и без рывков перемещать детали одну относительно другой.

После сборки и примитивной настройки прошли первые испытания.


Сразу же появилась проблема. Я пренебрёг советами умных людей не сверлить отверстия под крепления основного зеркала без испытания. Хорошо ещё, что пилил трубу с запасом. Фокусное расстояние зеркала оказалось не 900мм, а около 930мм. Пришлось сверлить новые отверстия (старые заклеены изолентой) и отодвигать дальше основное зеркало. Просто не смог поймать в фокус ничего, приходилось поднимать сам окуляр из фокусёра. Минус этого решения - крепёжные и регулировочные болты с торца не прячутся в трубе. а торчат. В принципе не трагедия.

Снимал с руки мобильником. На тот момент был только один 6мм окуляр, степень увеличения это отношение фокусных расстояний зеркала и окуляра. В данном случае получается 930/6=155 раз.
Испытание номер 1. До объекта 1км.




Номер два. 3км.



Главный результат достигнут - телескоп работает. Понятно, что для наблюдения планет и Луны нужна более качественная юстировка. Для неё был заказан коллиматор, ну и ещё один 20мм окуляр, и фильтр для Луны в полнолуние. После этого все элементы с трубы были сняты и поставлены обратно уже тщательней, прочнее и точнее.

Ну и наконец цель всего этого - наблюдения. К сожалению звёздных ночей в ноябре практически не было. Из объектов, что успел понаблюдать всего два, Луна и Юпитер. Луна выглядит не диском, а величаво проплывающим ландшафтом. С 6мм окуляром вмещается только её часть. А Юпитер с его спутниками просто сказка, принимая во внимание расстояние, которое нас отделяет. Выглядит он как полосатый шарик со звёздочками-спутниками на линии. Цвета этих линий различить не получается, тут нужен телескоп с другим зеркалом. Но всё равно - завораживает. Для фотографирования объектов нужно как дополнительное оборудование, так и другой тип телескопа - светосильный с малым фокусным расстоянием. Поэтому здесь только фото с просторов интернета, точно иллюстрирующая то, что видно с таким телескопом.

К сожалению для наблюдения Сатурна придётся ждать весны, а пока в ближайшем будущем Марс, Венера.

Понятно, что зеркала далеко не все расходы на постройку. Вот далее список того, что было куплено кроме этого.

Сигнал – один сильный и быстрый, а другой медленный и слабый, словно сердцебиения юноши и старика прошли в тысяче световых лет и были услышаны самым чувствительным «ухом» на Земле. «Ухо» – это сферический радиотелескоп с пятисотметровым радиусом (FAST), который является самым большим в мире. Площадь чаши его антенны сопоставима по размеру с площадью 30 футбольных полей. Располагается сооружение в одной из долин провинции Гуйчжоу на юго-западе Китая.

Китайский 500-метровый телескоп FAST

Пока шла отладка телескопа и пробный режим работы, после его запуска в эксплуатацию в 2016 году, FAST обнаружил десятки возможных импульсных источников радиоизлучения – пульсаров, шесть из которых были подтверждены при изучении телескопами других стран. Китайским учёным удалось зафиксировать звук от двух первых обнаруженных пульсаров. Звуки, которые удалось получить, называют «сердцебиением» в глубинах Вселенной.

С помощью телескопа планируется изучить и обнаружить пульсары, нейтральный водород, межзвёздные молекулы, а также возможные признаки внеземной жизни. Поиск внеземной жизни – это еще одна из целей телескопа FAST, но пока что учёные не приступали к этой задаче.

Однако, один из пульсаров, который обнаружил FAST, на данный момент не расшифрован. Первый сигнал был получен в далёком 1967 году и был ошибочно принят за сигнал от инопланетян.

Что такое пульсар?

Пульсар – это вращающаяся нейтронная звезда, обладающая высокими магнитными свойствами, которая излучает два электромагнитных луча. Подобные лучи могут быть обнаружены только тогда, когда они направлены в сторону Земли, подобно тому, как свет маяка может видеть тот, на кого он строго направлен.

Пульсар еще называют нейтронными звездами. Нейтронная звезда – это коллапсирующее ядро огромной звезды. Из всех известных звёзд нейтронная звезда самая маленькая и плотная. Она настолько плотная, что одна чайная ложка её массы может весить столько же, сколько весит гора высотой 3000 метров.

Благодаря сверхсильной гравитации и электромагнитным полям пульсар рассматривают как естественную лабораторию с экстремальными физическими условиями. Пульсары могут помочь учёным в изучении гравитационных волн. FAST поможет повысить шансы на обнаружение низкочастотных гравитационных волн.

Пульсары имеют очень точный интервал импульса: от миллисекунд до нескольких секунд, поэтому они считаются самыми точными астрономическими часами во Вселенной. Учёные верят, что когда-нибудь пульсары можно будет использовать в качестве космических «маяков» для навигации во время межпланетных или межзвёздных путешествий.

Первые два пульсара были зарегистрированы телескопом FAST ночью 22 и ночью 25 августа. Но специалисты не помнят сценарий обнаружения в точных деталях, ведь FAST уже до этого обнаружил дюжину объектов похожих на пульсар, благодаря своей высокой чувствительности. «Честно говоря, мы можем регистрировать множество объектов похожих на пульсары хоть каждую ночь».

Когда полвека назад был найден первый пульсар, Китай утопал в суматохе и нищете. Как результат, «поднебесная» не приняла участие ни в одном из около 2700 открытий, сделанных в этой области.

Но сегодня Китай строит довольно состоятельное общество и имеет возможность исследовать загадочные небесные тела и пытаться найти ответы на такие вопросы как «Как была создана вселенная?», «Откуда мы взялись?», «Одиноки ли мы во вселенной?».

Чтобы занять лидерские позиции в мировой астрономии, китайским учёным нужны продвинутые инструменты для исследования. Запуск радиотелескопа FAST, самой огромной конструкции в истории китайского изучения космоса, обошёлся стране в $182 миллиона. На реализацию проекта ушло около 20 лет, а также были задействованы высококвалифицированные учёные и инженеры Китая.

Сейчас мировые ученые приветствуют Китай в клубе изучения пульсаров. Китайские специалисты прогнозируют, что после того, как FAST будет работать на полную мощность в 2019 году, они смогут открывать более сотни пульсаров в год. Ожидается, что телескоп в два раза увеличит количество пульсаров, которые нам сейчас известны. Также планируется обнаружить от 50 до 80 пульсаров в M31 – самой близкой к Млечному пути галактике. Это единственный в мире телескоп способный реализовать данную задачу.

Этот год переломный для китайского космического сообщества: 15 июня, с целью обнаружения пульсаров и чёрных дыр, был запущен китайский телескоп для работы с жёстким рентгеновским излучением Hard X-ray, представляющий собой орбитальную станцию. С запуском телескопа FAST Китаю удалось оказаться в будущем: «Эра постоянного изучения пульсаров, благодаря китайскому телескопу, только началась и мы надеемся, что FAST станет важным инструментом для науки всего человечества», – примерно так говорит астрономическое сообщество.

Многолучевой приёмник будет установлен на телескоп, чтобы увеличить его функционал в несколько раз. Это означает, что можно будет собирать данные о пульсарах, проводить спектральный анализ и быстро сканировать вспышки радиоизлучения. Благодаря подобной технике учёные смогут обнаружить более 1000 пульсаров, более 100000 галактик и дюжину быстрых вспышек радиоизлучения.
«Мы будем полагаться на новейшее оборудование и продвинутые методы изучения для того, чтобы постоянно совершать новые открытия. Это рассвет новой эры. Для человека исследовать что-то новое такая же повседневная потребность как еда или сон. Изучение неизведанного вдохновит в человечестве креативность, заставит нас добиваться беспрецедентных достижений и воодушевит наше воображение на поиск новых путей, что, по сути, бесценно», – так отзываются китайские ученые.

На юге Китая, в провинции Гуйчжоу началось строительство нового чуда инженерной мысли - «Сферического радиотелескопа имеющего 500-метровую апертуру».

Подобно окрестностям «Аресибо», китайская провинция Гуйчжоу имеет множество карстовых впадин, образованных водой, которая на протяжении долгих лет разъедала известняк. После изучения данных спутниковой и аэрофотосъемки, Жэньдун Нань вместе со своими коллегами из Национальной астрономической обсерватории КНР смогли найти воронку диаметром около 800 метров, которая окружена горами и расположена достаточно далеко от радиочастотных помех.

Впрочем, местность оказалась не совсем безлюдной. На самом дне этой впадины была деревня, которую составляла большая семья из примерно 80 человек. Ежедневно людям приходилось подыматься на поверхность: взрослые пасли скот, а дети спешили в школу. Как заявил астроном Ди Ли, людям фактически каждый день приходилось взбираться на гору, а потом спускаться обратно. Естественно, все жители этой деревни были переселены в ближайший город.

Фото 3.

Строительство должно быть завершено в сентябре 2016 года. Для этого необходимо извлечь несколько миллионов кубических метров грунта, дабы придать воронке сферическую форму.

Несмотря на то, что проектировщиков вдохновлял пример «Аресибо», технологии не стоят на месте, и FAST будет иметь ряд принципиальных отличий. Например, антенна «Аресибо» выполнена с фиксированной сферической кривизной, поэтому входящие радиоволны фокусируются над «тарелкой» в линию, а висячие вторичные и третичные зеркала направляют радиоволны в точку, где их уже можно обработать с помощью приборов. Это приводит к тому, что одновременно можно использовать только 211 метр 305-метровой антенны.

500-метровая «тарелка» FAST, состоящая из 4 400 алюминиевых панелей треугольной формы будет самостоятельно фокусировать сигнал, без навесных зеркал. Для этого некоторые панели делают подвижными, чтобы они могли формировать параболическое зеркало диаметром 300 в любом месте 500-метровой поверхности антенны. Это позволит изучать более широкую часть неба. Благодаря этому, FAST одновременно может исследовать 19 областей неба, в то время как «Аресибо» одновременно может охватить только 7 участков неба.

«Радиотелескоп походит на высокочувствительное ухо, вслушивающееся в белый шум космического фона и выискивающее во всем этом значащие радиосигналы» - рассказывает Нэн Рендонг (Nan Rendong), руководитель исследовательских работ проекта FAST, который реализуется под руководством Национальной астрономической обсерватории (National Astronomical Observatory) китайской Академии наук (Chinese Academy of Sciences), - «Этот процесс походит на попытки услышать звуки стрекотания цикад на фоне бушующей грозы. Но большие габариты антенны и высококачественное электронное оборудование позволят нам принимать даже самые слабые сигналы, давая возможность астрономам и ученым SETI копать дальше и глубже в историю нашей Вселенной».

«Имея радиотелескоп со столь высокой чувствительностью, мы сможем принимать очень слабые сигналы от источников, находящихся очень далеко в глубинах космического пространства» - рассказывает Ву Ксиэнгпинг (Wu Xiangping), генеральный директор китайского Астрономического общества (Chinese Astronomical Society), - «Все это позволит нам произвести попытки поисков интеллектуальной жизни далеко за пределами нашей галактики и исследовать тайны происхождения Вселенной».

Огромная тарелка подвешена над землей и поддерживается кабелями и тысячами опорных столбов. Весь телескоп можно увидеть только с вершины одного из холмов, где сейчас строится смотровая площадка. Ее планируют открыть для посетителей.

«Новый телескоп очень чувствительный, панели тарелки могут перемещаться и принимать сигналы с разных точек. Мы можем контролировать их позицию с точностью до одного миллиметра», – сообщил главный инженер панельной части телескопа Чжэн Юаньпэн.

В китайской провинции Гуйчжоу на этой неделе завершено строительство самого большого в мире радиотелескопа с заполненной апертурой, получившего название FAST (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope), площадь чаши которого превышает 30 футбольных полей.

Радиотелескоп FAST (Five hundred meter Aperture Spherical Telescope)

FAST получил звание крупнейшего наземного радиотелескопа в мире.

Огромный диск был собран из отдельных 4450 треугольных панелей (отражателей). Отмечается, что диаметр рефлектора FAST составляет 500 метров, что на 200 метров больше, чем у его ближайшего конкурента – известнейшей 300-метровой Обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико.

Один из ученых, задействованный в проекте FAST, однажды сказал, что на его параболической антенне может поместиться столько бутылок с вином, что каждому из 7 млрд жителей Земли хватит по пять бутылок.

С помощью такого аппарата будет возможно вести наблюдение за объектами на расстоянии до 11 млрд световых лет. Новый радиотелескоп позволит наблюдать и открывать различные астрономические объекты и явления, происходящие слишком далеки от Земли и чьи радиосигналы слишком слабы, чтобы их могли захватить небольшие телескопы. Также в задачи радиотелескопа FAST будет входить охота на инопланетян.

«Размер этого телескопа является ключом к его научному назначению. Чем больше телескоп, тем больше радиоволн он сможет улавливать и тем больше неярких объектов затем можно будет увидеть», - говорит Тим О’Брайен (Tim O’Brien) из Манчестерского университета, заместитель директора британской обсерватории Джодрелл Бэнк.

Строительство радиотелескопа FAST началось в юго-западной провинции Гуйчжоу еще в 2011 году, а стоимость проекта составила около 180,000,000 долларов. Для создания телескопа потребовалось переселить более 9 тыс. человек, проживавших в горных уездах Пинтан и Лодянь в радиусе 5 км от стройплощадки. И каждому из них правительство выплатило компенсацию в размере $1800.

Телескоп расположен в естественном кратере, который идеально подходит для размещения огромной вогнутой чаши. Телескоп был разработан таким образом, чтобы отдельные панели могли перестраиваться, отслеживая радиоволны от конкретных объектов. Это придает устройству гораздо больший диапазон и чувствительность по сравнению с другими телескопами.

По словам О’Брайена, FAST позволит провести более тщательные исследования пульсаров – астрономических объектов, испускающих мощные, строго периодические импульсы электромагнитного излучения в основном в радиодиапазоне.

«Мы сможем найти больше пульсаров за пределами нашей Галактики. Телескоп также позволит нам изучать водород в очень далеких галактиках, искать естественные радиоволны, испускаемые экзопланетами, вращающимися вокруг других звезд, а также поможет в поиске радиосигналов внеземных цивилизаций», - отмечает О’Брайен.

Заместитель главы Государственной астрономической обсерватории при Академии наук Китая Чжэн Сяонянь (Zheng Xiaonian) говорит, что наблюдения начнутся в сентябре 2016 года после того, как телескоп будет тщательно протестирован специалистами. FAST, по его словам, будет «глобальным лидером» на протяжении от десяти до 20 лет, и поможет человечеству лучше понять появление вселенной.

Самый большой в мире радиотелескоп «FAST»

Радиотелескоп - это астрономический инструмент, который способен принимать собственное радиоизлучения небесных объектов и исследовать их характеристики.

Он состоит из антенного устройства и чувствительного приемного устройства (радиометра), которое усиливает принятое радиоизлучение и преобразует его в удобную для регистрации и обработки форму.

Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram , чтобы быть в курсе самых интересных событий.

— О крупнейшем радиотелескопе, который вчера запустили в Китае, накануне говорил весь мир. Как вы оцениваете важность этого события?

— Наверное, правильнее назвать это официальным завершением строительства телескопа. Можно назвать это открытием, но нужно понимать, что для всех без исключения инструментов подобного класса в мире требуются годы, чтобы ввести их в полноценную эксплуатацию.

Годы с того момента, как объявляется о завершении их строительства.

Это связано с тем, что подобные телескопы технологически крайне сложны. И чтобы достичь тех параметров, которые были заложены в проект, требуется очень много работы.

— В чем особенность схемы телескопа?

— Телескоп FAST — это 500-метровое зеркало, положенное внутрь природной впадины, которую немножко подрихтовали. Его геометрическая форма — сфера. Наводиться на разные объекты на небе он может с большим трудом просто потому, что разные объекты в разное время на небе находятся в разных местах. Телескоп аналогичен 300-метровому радиотелескопу в Аресибо, который тоже находится в природной впадине. Иногда, кстати, говорят, что Аресибо построен в жерле вулкана, на самом деле — в карстовой воронке. Аресибо наводится на объекты в достаточно ограниченном интервале углов путем движения вторичного зеркала на трех тросах.

Наши китайские коллеги внесли принципиальные изменения в эту схему, благодаря чему у FAST будут значительно более широкие возможности по наведению на небесный объект и слежению за ним.

Фактически FAST будет видеть намного больший участок неба, если грубо — около 2/3 всего неба.

Каким образом? У FAST будет фактически активная поверхность. 4,5 тыс. панелей, из которых он выложен, пока не умеют двигаться. Поэтому первые наблюдения будут проводиться, пока телескоп представляет собой сферу, в зените или недалеко от зенита. Но уже через год-два китайские коллеги должны научиться делать эту сферу активной. То есть каждая панель в режиме реального времени сможет подстраиваться под параболоид вращения, направленный в ту точку неба, из которой мы хотим поймать излучение. В результате он не будет терять эффективную площадь, как теряет Аресибо, он сможет наводиться на более широкий диапазон источников и следить за ними дольше. Это серьезнейший скачок вперед относительно Аресибо не только за счет увеличения площади, но и за счет введения активной поверхности.

— В чем этот телескоп будет самым-самым?

— Он будет самым чувствительным. Пока. Поскольку если просуммировать собирающую поверхность, то она у него самая большая. Он будет самым чувствительным только на тех длинах волн, на которых будет работать. Очевидно, что на коротких длинах волн он уже не сможет конкурировать с такими телескопами, как антенна в Эффельсберге, Green Bank Telescope, ALMA и другие.

— Каковы заявленные и реальные цели радиотелескопа?

— Во-первых, это радиопульсары. Потому что пульсары имеют падающий спектр: чем короче длина волны, тем слабее сигнал. Поэтому любой телескоп, работающий на длинных волнах, очень подходит для пульсаров, FAST для изучения пульсаров будет шикарен.

Пульсары интересны сами по себе, не будем забывать, что это самые точные в мире часы, и о том, что на сегодня это самый клевый способ проверки предсказаний, вытекающих из общей теории относительности.

Кроме того, на основе пульсаров предлагается построить схему, которая ловит гравитационные волны. И эта схема не заменит собой наземный гравитационный интерферометр LIGO просто потому, что они ориентированы на исследования гравволн разной частоты. Множество пульсаров на небе фактически можно использовать как реперные точки, и мы можем исследовать, как дрожит Земля относительно них. Ведь Земля — это тот самый кирпич, который дрожит при изменении пространства-времени.

Второй задачей станет исследование темной материи.

Одна из причин, по которой мы знаем, что она существует, — это кривые вращения нейтрального водорода в дисках галактик. Если мы хотим получить статистику, богатый материал по большому числу галактик, очевидно, нам нужен чувствительный телескоп, и FAST будет этим заниматься.

Раз это самый чувствительный в мире телескоп на волне 18 см, то он сможет это делать для большего числа галактик, находящихся дальше.

Несомненно, важной задачей станет изучение так называемых сверхбыстрых радиовсплесков (FRB). Многие из них достаточно слабые, некоторые как раз открыты с помощью Аресибо. Проблема таких телескопов в том, что участок неба, который они могут наблюдать в определенный момент времени, мал. Но эта проблема решаема. Нужно построить многолучевую систему с несколькими приемниками излучения, которая чем-то напоминает ПЗС-матрицы в оптике. Если китайцы сделают это, они смогут серьезно заниматься FRB. А это круто, поскольку быстрые радиовсплески детектируются строго на тех волнах, на которых будет работать FAST.

До сих пор непонятно, что это такое, есть целый зоопарк быстрых радиовсплесков, и этот телескоп сможет их гораздо лучше изучать, набирать их статистику.

— Главное — не открывать невыключенные микроволновки. FRB в Австралии ошибочно фиксировали тогда, когда рядом с радиотелескопом сотрудники открывали дверцу печи без ее выключения. Они не дожидались, когда печь закончит работу.

— Весь мир кричит о том, что телескоп будет искать жизнь во Вселенной. Даже The New York Times вышла с заголовком «Китай ищет научной славы и пришельцев». Это такой популизм, направленный на привлечение внимания?

— Очевидно, это пишется, так как это несравненно проще объяснить, чем те научные задачи, которые стоят перед телескопом. Просто журналисты не напрягаются, чтобы потратить время и силы и это объяснить.

И их можно понять: им нужно, чтобы их читали, а большинство людей в мире больше минуты на прочтение этой новости не потратит.

А таким количеством знаков ни про что, кроме «зеленых человечков», вы не напишете. В то же время ничего постыдного в поиске внеземного разума нет, это нормальная задача, одна из многих, которые телескоп будет решать. Я был в Китае, когда строители FAST делали доклад о научных задачах, которые будут решаться. Обсуждение было профессиональным, не было никакого популизма. Это очень серьезный проект, и главное в нем даже не наука, а технологии, которые никто другой раньше не придумал.

Что касается доступа к телескопу, очевидно, он не будет закрыт для всего мира. Вокруг него еще пару лет назад организованы международные рабочие группы для проработки перспектив по разным научным задачам. Он будет доступен для ученых со всего мира, так же как сегодня любой другой крупный радиотелескоп.

— В свете этого будет ли телескоп задействован в таких международных проектах, как «Радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой» (РСДБ), ваш «Радиоастрон» и другие?

— Без сомнения, будет. Мы очень надеемся, что он будет использован в программе «Радиоастрона». Я надеюсь, что наши китайские коллеги введут интерферометрическую моду, то есть возможность участвовать в программах РСДБ, раньше, чем «Радиоастрон» прекратит свою деятельность. На сегодняшний день ситуация у «Радиоастрона» очень неплохая, «Роскосмос» продлил финансирование наблюдений до конца 2018 года.

Если FAST до этого времени введет моду интерферометрии, мы обязательно поработаем вместе.

На сегодняшний день в этой моде мы работаем со всеми китайскими радиотелескопами. Это 25-метровое зеркало в Урумчи, 25-метровое зеркало под Шанхаем и 65-метровое зеркало тоже под Шанхаем.

— Какое место Китай занимает сегодня в мировой радиоастрономии и какое будет занимать с введением нового телескопа?

— Нашим китайским коллегам-радиоастрономам еще есть куда расти. Это хорошо видно, и наши китайские коллеги сами признают, что у них все еще есть нехватка высокопрофессиональных кадров в радиоастрономии. И в этом смысле FAST — это один из способов, с помощью которого эту нехватку кадров они смогут восполнить, проводя активную тренировку на двух, а скоро уже и на трех новых радиотелескопах.

Первый — это введенное год назад в строй 65-метровое полноповоротное зеркало с активной поверхностью под Шанхаем, второй — это FAST, и будет третий

— Китай начинает строительство рекордного по размерам 110-метрового полноповоротного телескопа в Урумчи.

У них будет три высококлассных телескопа, на которых они смогут ковать свои кадры. Те вещи, которые их промышленность может изготовить самостоятельно, они делают сами. А то, что сделать не могут, они покупают. Например, приемники для радиотелескопов и электронику, которая за ними стоит, они покупают в США в Национальной радиоастрономической обсерватории.

Что касается будущего мировой радиоастрономии, то она движется в сторону антенной решетки площадью 1 кв. км SKA (Square Kilometre Array). Первая фаза SKA будет построена в Австралии и ЮАР, и это будет сравнимо с FAST. Но вторая фаза SKA, которая будет основана на большом количестве малых телескопов, будет несравнимо чувствительнее, чем FAST.

— С введением этих мощностей радиоастрономия получит количественный или качественный скачок?

— Несомненно, качественный. Потому что, если вас интересуют не только новые технологии, но и возможность убедиться в том, что новый телескоп даст качественно новые научные результаты, есть неписаное правило,

что для этого вам нужно построить телескоп, который на порядок лучше по одному из ключевых параметров.

Один из таких параметров — чувствительность, или собирающая поверхность. «Радиоастрон» пошел по пути улучшения углового разрешения, увеличив его в десять раз и больше, и у нас пошли результаты, которые до нас никто не мог и предсказать. Так же и у FAST — громадная собирающая площадь перейдет в качество и даст интересные результаты.

Предыдущая статья: Чему равна скорость света Следующая статья: Углерод — характеристика элемента и химические свойства