В ноябре прошлого года за полярный круг в Ненецкий автономный округ отправилась необычная экспедиция. Ученых,которые едут в Арктику,обычно интересует то,что под ногами: вечная мерзлота и льды,растения и животные — но в этот раз было нужно арктическое небо. С собой они везли небольшой мобильный телескоп; задача экспедиции состояла в том,чтобы проверить возможность наблюдения за космическими объектами из Арктики. Если первые эксперименты оправдают надежды,в ближайшие годы за полярным кругом заработает целая сеть совершенно автономных телескопов,которые будут наблюдать за объектами на околоземной орбите — спутниками,которые с территории России можно увидеть только из высоких широт.
За Арктику в России в последние годы взялись всерьез: на территории одного из лучших вузов страны, в подмосковном Долгопрудном, для «полярников» даже выстроили новый корпус, где разместились лаборатории, исследующие ледовую обстановку, состояние Северного ледовитого океана и космическое пространство над северными широтами. В корпусе «Физтех. Арктика» Александр Родин, руководитель лаборатории инфракрасной спектроскопии МФТИ, рассказал «ПМ» о проекте создания сети арктических телескопов.
Вид с севера
Размещать чувствительную оптику в Заполярье — идея новая и на первый взгляд странная: там нет гор (а телескопы, как правило, устанавливают на большой высоте) и погода почти всегда плохая. На самом деле некоторые преимущества у Арктики есть: во?первых, она большая, и если постараться, можно найти место, где бывает довольно много ясных дней. Во?вторых, области над полюсами до сих пор плохо изучены, и любые данные о них очень ценны — в частности, данные о составе и поведении атмосферы. Наземные телескопы, расположенные в других частях земного шара, для наблюдения Арктики бесполезны, и даже для спутников пространство над Северным полюсом часто остается слепым пятном.
Проект, над которым работают сейчас Александр Родин и его коллеги, создается для наблюдения за объектами на орбите — спутниками действующими и будущими и космическим мусором. В будущем он может стать частью большой системы мониторинга космического пространства. Подобные системы создавались в эпоху холодной войны в первую очередь для защиты от ракетного удара. Сегодня мониторинг космического пространства — задача, важная для мирного освоения космоса: от информации о том, что происходит на орбите, зависит безопасность спутников связи, научных аппаратов и пилотируемых космических кораблей.
«Современный телескоп — это не только и не столько оптика, сколько сложная автоматика и мощный вычислительный центр. В Лаборатории космической информатики мы занимаемся обработкой информации, собранной приборами. данных у нас, в общем, немного: оптический телескоп видит только блик — отраженный от спутника свет Солнца, и для этих бликов мы можем измерить лишь углы и угловые скорости движения. Чтобы, располагая этими данными, точно вычислить параметры орбиты, нужны очень точные измерения и очень точная математика. Мы ищем способы усилить слабые сигналы, вычислить орбиту как можно точнее, а главное — сократить время обработки информации; только тогда наши данные можно будет использовать для пополнения каталогов космических объектов, необходимых для обеспечения национальных интересов РФ», — Дмитрий Дмитриевич Ступин, заведующий лабораторией космической информатики МФТИ.
По мере заполнения околоземного пространства спутниками и космическим мусором (отработавшими свой срок аппаратами и их фрагментами) отслеживать ситуацию становится все сложнее. «Космический трафик сегодня регулируется примерно так же, как дорожное движение в начале XX века, когда на площади больших городов можно было встретить и лошадь, и конку, и автомобиль, и все они самостоятельно прокладывали себе путь, — объясняет Родин. — Со временем мы выработали правила, поставили регулировщиков, а сейчас постепенно отказываемся и от них, доверяя наблюдение автоматике. В космосе нам предстоит сделать то же самое».Технология наблюдения, которую собираются применить в Арктике, не нова: это обычные оптические телескопы, правда защищенные от арктической погоды — сильного ветра и мелкой ледяной крошки, круглый год летающей над тундрой даже в самые ясные дни. Главная задача ученых — научиться быстро обрабатывать собранную телескопами информацию. Над алгоритмами обработки, в том числе элементами искусственного интеллекта, трудятся сотрудники Лаборатории космической информатики МФТИ.
