Планета в сетке
Астрономия уже давно стала неотъемлемой частью нашей жизни, сильно отличаясь от того, какой она была несколько веков назад. Так считает профессор, доктор физико-математических наук Юрий Балега.
«Люди думают, что астрономия — это когда лысый человечек в шапочке открывает новые звёзды, но так было 500 лет назад. Сейчас без астрономии ничего не существует. Возьмём, к примеру, координатно-временное обеспечение страны: полёты самолётов, ракет, движение судов, переход на 5G — всё это связано с астрономией», — объясняет он.
Сегодня движение любого вида транспорта или спутника чётко отслеживается и планируется заранее благодаря системам навигации. Эти системы существуют благодаря координатной сетке, которая «наброшена» на Землю и привязана к далёким радиоисточникам — квазарам.
Профессор Юрий Балега. Фото «Телеспутник»
Квазары — это класс астрономических объектов, дословно переводимый как «похожий на звезду радиоисточник». Эти тела также называют «маяками Вселенной». Благодаря своему яркому излучению квазары видны на огромном расстоянии. В отличие от звёзд, квазары более удалены от Земли и поэтому выглядят почти неподвижными. Это позволяет использовать радиоизлучение квазара как ориентир при построении систем координат в космосе.
«Привязка к квазарам позволяет человеку создать свою систему координат на поверхности. Сейчас для этого мы используем спутники, которые привязываются к радиотелескопам, наблюдающим квазары. Но уже на подходе новые системы, где эти радиотелескопы будут соединены оптоволоконными линиями связи для синхронизации. Они также будут наблюдать квазары и создавать сеть координат, по которой уже будут привязываться наземные станции, обычные телефонные вышки», — рассказал Юрий Балега редактору «Телеспутника» в кулуарах Всероссийской астрономической конференции.
Внеземные технологии
Открытия Эйнштейна и военные разработки — всё это мы ежедневно носим в своём кармане. Речь, конечно же, идёт о смартфонах, где используются десятки достижений астрономии. Если говорить о теории относительности, разработанной Альбертом Эйнштейном, то она активно распространена в алгоритмах передачи сигнала. Эти знания помогают учесть эффект движения спутника и путь сигнала, который «летит» от спутника до передающей станции на Земле.
«В современных устройствах используется множество технологических вещей, которые связаны с астрономией. Например, ПЗС-матрица, которой девушки себя фотографируют или используют её, когда красят щёчки. Эта ПЗС-матрица является разработкой астрономов, которая постепенно вошла в нашу жизнь и была вмонтирована в мобильные телефоны», — объясняет Юрий Балега.
ПЗС-матрицы представляют собой микросхемы, состоящие из светочувствительных фотодиодов. Это устройство является «сердцем» любой цифровой фотокамеры, поскольку позволяет преобразовать оптическое излучение — видимый свет — в электрический сигнал. В астрономии ПЗС-матрицы используют для получения снимков звёздных полей и регистрации спектров небесных объектов.
Камеры сегодня есть в каждом смартфоне. Фото: 123rf
Кроме того, современные смартфоны используют массу лазерных полупроводников, которые также разрабатывались для других задач, в том числе астрономических, поясняет учёный.
«Поэтому астрономия — это основополагающая наука, которая носит вполне прикладной характер. Сначала новые технологии применяются в астрономии, потом это входит в практические разработки оборонной промышленности, а после человек в своей обыденной жизни пользуется этим на кухне или в автомобиле и думает, что это «упало с неба». Так оно и есть, потому что это привнесли астрономы», — утверждает Юрий Балега.
Дальнейшее развитие астрономии и космической промышленности лежит в сотрудничестве и взаимодействии госкомпаний и частного бизнеса, уверен профессор. Однако сегодня в России мало компаний, которые могут позволить себе развитие высоких технологий.
Высокая планка
За всё время существования астрономия решала две основные проблемы человека — это время и место. Такое мнение «Телеспутнику» высказал заведующий лабораторией спектроскопии и фотометрии внегалактических объектов САО РАН Алексей Моисеев.
«Речь об определении координат и времени. Со временем люди более-менее разобрались, а проблему координат до сих пор решает астрономия. Например, когда вы запускаете на своём смартфоне навигатор с GPS, то откуда спутники узнают о том, где они находятся? Всё потому что идёт непрерывное наблюдение на радиотелескопах, которые следят за группировками спутников и реперными (опорными — прим.ред.) точками на небе. Именно они задают ту систему координат, по которой мы, например, находим дорогу в магазин», — пояснил учёный.
Доктор физико-математических наук Алексей Моисеев. Фото «Телеспутник»
Одним словом, человечеству потребовался огромный опыт и пласт знаний из астрономии, чтобы сделать системы GPS. Однако на этом вклад учёных в обыденную жизнь не заканчивается. Например, в настоящее время в России готовится к запуску космическая обсерватория «Спектр-УФ». Для её строительства была разработана специальная установка, позволяющая нанести ультрафиолетовое покрытие на зеркало телескопа. Вскоре эта разработка нашла своё применение в ядерных технологиях и была перенята «Росатомом».
«Астрономия всегда задавала высокую технологическую планку. Например, те же ПЗР-матрицы. Сейчас астрономы используют более сложные системы, где требуются более низкие шумы. Однако известна история, когда специалисты телескопа «Хаббл» разбирались с полученными изображениями и разработали алгоритм, позволяющий восстановить лучшее качество снимков. Это целиком перешло в системы компьютерной томографии», — объяснил Алексей Моисеев.
Фотография Сатурна, сделанная «Хабблом». Снимок NASA
По словам учёного, астрономия всегда была высокотехнологичной областью и поэтому задаёт какие-то, казалось бы, отвлеченные цели. Однако со временем полученные технологии приходят в каждый дом.
На страже спутников
Ещё одна не самая очевидная роль астрономии и учёных — это наблюдение за космическими объектами и мусором, которые могут угрожать искусственным спутникам Земли, а значит и связи. Совсем скоро к отслеживанию космического мусора подключится и российско-кубинская обсерватория. Новый телескоп для этой сети до конца года должны возвести под Кисловодском. Об этом редактору «Телеспутника» рассказал представитель проекта, старший научный сотрудник Института астрономии РАН (ИНАСАН) Мансур Ибрагимов.
Кандидат физико-математических наук Мансур Ибрагимов. Фото «Телеспутник»
«Если говорить о спутниках и космическом мусоре, то эта тема сейчас очень модная. Ещё её называют “экологией космического пространства”. Количество мусора нарастает, как с ним справиться и как его отслеживать мало кто знает. Одна из задач глобальных сетей и таких небольших и мобильных инструментов, это организация постоянного и круглосуточного мониторинга околоземного пространства. Туда как раз входит детектирование фрагментов космического мусора», — объясняет Мансур Ибрагимов.
Стоит отметить, что подобные объекты в космосе ведут себя совершенно неопределённо и способны серьёзно повредить спутники, пробив солнечные батареи и или обшивку. Напомним, совсем недавно в космосе разрушился спутник Intelsat-33e. По информации компании ExoAnalytic Solutions, занимающейся отслеживанием космических объектов, количество обломков, образовавшихся в результате взрыва, уже достигло 500 фрагментов.
Мансур Ибрагимов — кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Звенигородской обсерватории САО РАН. Является участником проекта российско-кубинской обсерватории. Ранее «Телеспутник» писал, что эксплуатация российской части проекта должна стартовать в 2025 году.
