CC BY
29
ОБСЕРВАТОРИЯ
Владимир ЛИПУНОВ,
доктор физико-математических наук, профессор МГУ имени М. В. Ломоносова, Лаборатория космического мониторинга ГАИШ МГУ
Статья подготовлена по материалам • доклада «Глобальная роботизированная ' . сеть мониторинга ближнего и дальнего космоса МАСТЕР: реальность и будущее»
Российская глобальная роботизированная сеть • мониторинга ближнего и дальнего космоса МАСТЕР опередила все оптические телескопы мира, в том числе лучший американский обзорный телескоп Pan-STARRS. Уникальность сети роботов-телескопов МАСТЕР III — в том,
чю ониттгутщвщщ
до 20 % мировых открытий" потенциально опасных астероидов и обеспечат самый быстрый в мире обзор неба до 19-20-й звездной величины по неподвижным объектам.
ОБСЕРВАТОРИЯ
Вначале XXI века стало очевидно, что применение роботизированных телескопов небольшого диаметра (до метра) в астрономии позволяет совершить прорыв в исследовании резко нестационарных и короткоживущих явлений во Вселенной. С помощью роботизированных обсерваторий, построенных в развитых странах, удалось открыть собственное оптическое излучение самых мощных взрывов во Вселенной — гамма-всплесков. Обнаружение десятков и сотен сверхновых звезд позволило открыть ускоренное расширение Вселенной (Нобелевская премия 2011 года) и заподозрить существование так называемой темной энергии или энергии космического вакуума. Телескопы-роботы открывают сотни и тысячи новых малых тел солнечной системы, десятки планет вне Солнечной системы (экзопланет, опасные астероиды и кометы).
Подчеркнем сразу, что телескопами-роботами называются не просто автоматизированные системы, способные работать удаленно под управлением человека, но системы, способные работать автономно, самостоятельно выбирая стратегию наблюдений. В процессе наблюдений они автоматически получают изображения, обрабатывают, находят новые объекты на снимках и оповещают об открытиях или прямо публикуют их результаты в специальных научных и ведомственных интернет-изданиях.
В 2002 году под моим руководством создан первый отечественный робот-телескоп МАСТЕР I. В результате его шестилетних полевых испытаний был разработан и внедрен в производство малый двойной широкопольный телескоп диаметра 40 см МАСТЕР II, на базе которого создана глобальная сеть самого быстрого в мире мониторинга неба до 19-20-й звездной величины МАСТЕР.
За последние 5 лет с помощью сети МАСТЕР открыты около тысячи новых оптических транзиентов всех типов — от астрофизических взрывов до потенциально опасных астероидов и комет. Сеть МАСТЕР II получила мировое признание: телескопы были размещены в лучших обсерваториях Южного и Северного полушария, а открытые сетью объекты стали целью наблюдений самых крупных телескопов мира и космических обсерваторий. С проектом МАСТЕР сотрудничают ученые, проводящие крупнейшие мировые физические эксперименты по регистрации нейтрино (ANTARES, IceCube) и гравитационных волн (LIGO/VIRGO).
Десятилетний опыт работы сети МАСТЕР II показал, что Россия в силу огромной долготной протяженности не просто может, а обязана принимать участие в создании сети роботизированных обсерваторий. Непредсказуемость многих вспы-шечных явлений и их практически изотропное распределение по небу делает Россию, как самую большую страну, просто незаменимым местом этих передовых исследований.
Телескопы-роботы МАСТЕР — на пяти континентах
В МГУ имени М. В. Ломоносова создана и развивается глобальная роботизированная сеть мониторинга дальнего и ближнего космоса МАСТЕР — Мобильная астрономическая система телескопов-роботов (observ.pereplet.ru). Главной целью мониторинга является поиск на небе новых неизвестных объектов, представляющих фундаментальный и прикладной интерес. Основным узлом сети является отечественный оптический роботизированный комплекс МАСТЕР, установленный ныне в шести пунктах: под Благовещенском, на Байкале, на Урале, под Кисловодском и в Крымской обсерватории МГУ. Зарубежный сегмент (обсерватория Канарского института астрофизики (Испания, о. Тенерифе), обсерватория 10-метрового телескопа sAlt (Сазерленд, Южная Африка), обсерватория имени Феликса Агилара (Аргентина)) возводился на частные деньги при научном руководстве Лаборатории космического мониторинга ГАИШ МГУ.
Сейчас имеется восемь телескопов-роботов, расположенных на пяти континентах и островах,
Ю4
Двойной широкопольный телескоп МАСТЕР II. Расположен под Кисловодском на базе МГУ имени М.В. Ломоносова и на солнечной станции Пулковской обсерватории. Справа виден Эльбрус.
которые обеспечивают самый быстрый в мире обзор неба до 19-20-й звездной величины по неподвижным объектам. Скорость ведения и наведения по целеуказаниям может достигать 20-50 градусов в секунду.
Весь процесс работы сети автоматизирован и проходит без человека. Управление автоматическим укрытием, съемка звездного неба, первичная обработка изображения, поиск неизвестных объектов, в том числе движущихся, определение начальной орбиты и «захват» для повторной съемки и уточнения орбиты осуществляется автоматически. Информация по Интернету передается телескопами-роботами в центр данных МГУ.
После падения Челябинского астероида особое внимание было уделено поиску потенциально опасных тел Солнечной системы, в частности приближающихся к Земле потенциально опасных небесных тел — астероидов и комет. Эти наблюдения потребовали модернизации математического обеспечения, поскольку потенциально опасные астероиды очень быстро меняют свое положение вследствие близости к Земле. В результате за последние годы было обнаружено семь потенциально опасных астероидов и две кометы (см. таблицу 1).
Система МАСТЕР обнаружила за последние несколько лет более тысячи взрывных объектов и некаталогизированных объектов, расположенных на расстояниях от нескольких сотен километров до миллиардов световых лет: оптические
двойники гамма-всплесков (образование черных дыр), сверхновые (коллапс и/или ядерное горение погибающих звезд), новые (столкновения звезд или/и ядерное горение в оболочках вокруг белых карликов), карликовые новые (нестационарное падение вещества на белые карлики в тесных двойных системах), взрывные переменные (аккрецирующие белые карлики), вспышки ядер активных галактик (блазары, квазары — сверхмассивные черные дыры), потухшие звезды (двойные звезды неизвестного происхождения), сверхбыстрые вспышки звезд типа иУ Кита (диссипация магнитного поля на красных карликах — аналог солнечных вспышек), потенциально опасные астероиды (Солнечная система), обломки ИСЗ (околоземное пространство).
МАСТЕР II — единственный в мире цветной поляризационный широкопольный телескоп
Телескоп-робот МАСТЕР II представляет собой широкопольный оптический комплекс — обсерваторию, способную работать автономно без участия человека. Обсерватория состоит из автоматического павильона, мощной быстрой (до 30 градусов в секунду) монтировки, двух широкопольных телескопов диаметром 40 см и фокусным расстоянием 1 метр, оснащенных фотометрами, включающими астрономические
ОБСЕРВАТОРИЯ
2015 Oct 28
MASTER-SAAO
M PEC 2015-V01
2015 Aug 17
MASTER-IAC
MPEC 2015-Q28
MASTER-Kislovodsk
2014 Oct 27
MPEC 2014-U121
MASTER-Tunka
2014 Sep 26
MPEC 2014-S14
MASTER-Kislovodsk
2014 Mar 09
MPEC 2014-E80
MASTER-Tunka
2013 Oct 27
MPEC 2013-S74
MASTER-Tunka
2013 Oct 22
MPEC 2013-U31
2015 May 17
MASTER-SAAO
IAUC #4105
2015 Mar 30
MASTER-SAAO
MPEC K15G28
ОБСЕРВАТОРИЯ
фильтры и поляроиды, и ПЗС-матрицы, обеспечивающей угловое поле 2 х 2 = 4 квадратных градуса для каждого из телескопов. Монтировка телескопа снабжена автоматической третьей осью ограниченного хода, которая обеспечивает сведение и разведение труб.
В сведенном состоянии (оба телескопа параллельны) МАСТЕР II обеспечивает синхронную съемку интересной области неба в цветном или поляризационном режиме. МАСТЕР II является единственным в мире цветным поляризационным широ-копольным телескопом. Этот режим наблюдений используется в случае получения целеуказания («алерта») с внешних источников информации, включая системы космического базирования. При автономной работе в поисковом (мониторинговом) режиме трубы разводятся, и это обеспечивает полное поле зрения оптического комплекса при том же масштабе изображения в 8 квадратных градусов.
Каждый оптический комплекс МАСТЕР II оснащен мощными серверами обработки и хранения информации в формате базы данных с отрытыми кодами быстрого доступа по Интернету. Уникальное программное обеспечение позволяет управлять всей системой. Оно отвечает за открытие купола по датчикам облачности, выбор направления обзора, получение изображений, их обработку в реальном времени, поиск новых, неката-логизированных объектов и передачу конечной информации либо по Интернету, либо другим роботам (включая роботы сети МАСТЕР), системам
контроля и роботам международного астрономического союза и других международных коллабо-раций.
Телескоп-робот МАСТЕР II выпускается в двух вариантах. Для холодных зон типа Сибири разработан, создан и эксплуатируется вплоть до -400С (Бурятия и Амурская область) специальный металлический купол, с надежной системой тросового открытия и закрытия даже в условиях снегопада, обледенения и сильного ветра. В более щадящих широтах и долготах применяются стеклопластиковые павильоны, специально модифицированные для напряженной работы робота. Все типы павильонов — полнооткрывные и обеспечивают доступность любой точки неба над горизонтом.
Универсальный противоастероидный космологический телескоп-робот МАСТЕР III
Многолетний опыт работы с поисковыми системами показывает, что разумнее всего в следующие несколько лет установить телескопы среднего размера, а именно диаметром 1 метр. Разработан и готов к запуску в производство телескоп-робот третьего поколения МАСТЕР III.
Имеющееся уникальное математическое обеспечение МАСТЕР II (на его создание ушло более 10 лет работы нескольких программистов-астрономов высочайшего уровня) после модификации
позволит открывать космологические транзиен-ты до 22-23-й звездной величины и решать следующие фундаментальные задачи: исследование поведения закона ускоренного расширения Вселенной с использованием космологических сверхновых типа Ia, обнаружение самых дальних объектов во Вселенной на расстояниях Z>io путем быстрых алертных наблюдений гамма-всплесков, наблюдение предвестников сверхновых звезд и явления килоновой, сопровождающего слияние нейтронных звезд.
Предлагаемый проект создаст возможности для российских ученых в разы раздвинуть горизонт открытия слабых известных типов тран-зиентов, но по-прежнему активно изучаемых взрывных явлений, протекающих в окрестностях релятивистских звезд (в том числе сверхмассивных черных дыр) и белых карликов. Телескопы МАСТЕР III позволят обнаруживать потенциально опасные астероиды размеров, сопоставимых с размером Челябинского, с подлетным временем до 5-7 дней.
Телескопы МАСТЕР III должны быть установлены в размещения телескопов системы МАСТЕР II. Эти места представляются оптимальными с точки зрения астроклимата, а также наличия научно-технических коллективов, способных обслуживать и работать на роботах-телескопах. А Крым и Кисловодск удачно дополняют друг друга по сезонным колебаниям числа ясных ночей. Элементом будущей сети является полностью роботизи-
рованный оптический широкопольный комплекс МАСТЕР III, обеспечивающий автономный режим съемки и обработки изображений, вплоть до выявления новых объектов (двигающихся и неподвижных), формирующий самостоятельно оперативную тактику наблюдений, предполагающую захват быстродвигающихся или быстропере-менных новых объектов и выдачу целеуказаний для внешних пользователей. Кроме того, возможен автоматический алертный режим работы по внешним целеуказаниям, в том числе с космических обсерваторий. Третий режим работы (реже применяемый) — это прямое управление по сети Интернет.
Результаты работы сети представляют огромный интерес практически для всех астрономических учреждений страны, поскольку телескоп-робот МАСТЕР III способен обнаруживать все типы астрофизических резко нестационарных объектов во Вселенной от карликовых новых, новых звезд и сверхновых до взрывов в ядрах галактик и гамма-всплесков. Кроме того, МАСТЕР III сможет обнаруживать до 20 % мировых открытий потенциально опасных астероидов, в чем заинтересованы такие ведомства, как «Роскосмос», МО, МЧС.
Предлагаемая сеть идентичных телескопов МАСТЕР III будет уникальной в мире. Опыт работы и строительства средних широкопольных систем позволяет России стать незаменимым сектором мировых исследований нестационарных процессов во Вселенной.
НОВОСТИ
«Конечно, я по-прежнему тебя люблю или Как ракета Falcon 9 приземлилась на морскую платформу
В апреле 2016 года компании SpaceX Элона Маска впервые в истории удалось успешно посадить первую ступень ракеты Falcon 9 на плавучую платформу в океане. Четыре предыдущие попытки посадить ракету оказались неудачными. Сейчас можно говорить о том, что сделан еще один шаг к широкому использованию многоразовых космических ракет.
Ролик с посадкой первой ступени ракеты облетел весь мир. Тяжелая ракета Falcon 9 вывела на орбиту грузовой корабль Dragon. Затем, после 8 минут полета, первая ступень отсоединилась и опустилась в вертикальном положении с включенным тормозящим двигателем на самоходную баржу в 300 км к северо-востоку от мыса Канаверал. На посадочной площадке баржи было написано: «Конечно, я по-прежнему тебя люблю». Видимо, так участники SpaceX хотели выразить свое отношение к этому проекту: несмотря на то, что перед этим их преследовали неудачи, они верили в то, что рано или поздно победа будет за ними.
В декабре 2015 года SpaceX впервые успешно посадила первую ступень Falcon 9 после полета в космос — на сушу. Неудачи при по-
ло
садке на морскую платформу были связаны со сбоем в механизме выдвижения поддерживающих опор либо с чрезмерным наклоном опускающейся ракеты относительно посадочной площадки.
По словам генерального директора компании Элона Маска, использовать вернувшуюся ступень можно по меньшей мере 20 раз, а при небольшой модернизации — до 100 раз. Применение морских платформ является принципиально важным — это позволяет сократить заключительный этап полета первой ступени. Как результат — существенная экономия топлива и повышение шансов на успешное маневрирование при посадке.
Еще одна американская компания, осуществляющая производство космических аппаратов многоразового использования, — Blue Origin, созданная основателем Amazon.com Джеффом Безосом. В ноябре 2015 года многоразовая ракета New Shepard этой компании впервые успешно вернулась на Землю после полета в ближний космос.
Успехи SpaceX и Blue Origin делают коммерческую космонавтику привлекательной для инвестирования. Это подтверждается реальными цифрами: в прошлом году финансирование этой новой и перспективной отрасли достигло $2 млрд.
По материалам ТАСС
В Москве запустили «космический» поезд
В годовщину первого полета человека в космос на станции «Полежаевская» Московского метрополитена состоялся торжественный пуск нового тематического поезда, посвященного космосу.
Текст и фото: Варвара Леднева
Специально к юбилею полета Гагарина Московский метрополитен, Государственная корпорация по космической деятельности «Роскосмос» и московский Музей космонавтики подготовили оригинальный поезд-выставку.
Экспозиция поезда посвящена истории развития и достижений отечественной космической отрасли. В вагонах поезда можно увидеть фотографии космонавтов, ученых и конструкторов космической техники, а также изображения спутников, космических кораблей и станций.
В церемонии запуска поезда приняли участие глава «Роскосмоса» Игорь Комаров, руководитель Департамента культуры столицы Александр Кибовский, начальник метрополитена Дмитрий Пегов, директор Музея космонавтики Наталья Артюхина, космонавты Сергей Рязанский и Сергей Крикалев, а также многочисленные гости.
Увидеть уникальный состав можно на Таганско-Краснопреснен-ской линии московского метро в течение 2016 года.
Слева направо: летчик-космонавт, Герой Российской Федерации Сергей Рязанский, начальник Московского метрополитена Дмитрий Пегов, руководитель Государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос» Игорь Комаров, директор Музея космонавтики Наталья Артюхина.
