Новости

30.01.2009 10:21

О проекте «Постоянный космический солнечный патруль»

В ЦНИИ машиностроения - головной организации ракетно-космической промышленности, состоялось совещание, на котором был рассмотрены предложения Всероссийского научного центра «Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова (ВНЦ ГОИ)», на котором был представлен проект «Постоянный космический солнечный патруль (ПКСП)». Главным конструктором оптико-электронной аппаратуры, руководителем космического эксперимента является начальник лаборатории ВНЦ ГОИ, профессор, академик Национальной Академии Наук Республики Армения С.В. Авакян.


Реализация проекта ПКСП в России позволит получать и реализовывать в глобальном масштабе принципиально новую услугу - предоставление пользователю (потребителю) результатов постоянного мониторинга величин главного параметра активности Солнца: спектрального потока рентгеновского и жесткого ультрафиолетового солнечного излучения и предсказание степени геоэффективности опасных событий на Солнце. Прежде всего, это обеспечит возможность заблаговременного прогноза прихода солнечных космических лучей и геомагнитных бурь. Эти эффекты, по данным западных страховых кампаний и российских исследователей как раз и могут быть причиной миллиардных убытков в энергетике ( особенно при катастрофах на трубопроводах, в протяженных электросетях большой мощности), космической деятельности, при погодно-климатических катаклизмах, медицинских проявлениях.


Проект на всех этапах в течение десяти лет постоянно курируют виднейшие ученые и специалисты России: профессор А.Д. Данилов, профессор Г.С. Иванов-Холодный, профессор В.В. Коваленок и член-корреспондент РАН В.П. Савиных (как главные научные консультанты) из организаций Росгидромета, РАН, МО и Минобрнауки, имеющие десятки научных монографий по воздействию Космической погоды на человеческую деятельность. Имеются официальные поддержки проекта от научных руководителей основных институтов страны по космическим исследованиям: ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербургского научного центра РАН, ИСЗФ СО РАН, ИЗМИР РАН, ЦНИИ Машиностроения и ГОИ. Приняты Резолюции о необходимости реализации российского проекта ПКСП всеми профилирующими Международными организациями (COSPAR, URSI, IAGA, ISO).


Проект имеет официальное научное сопровождение Главной (Пулковской) астрономической обсерватории РАН и научно-техническое сопровождение Института прикладной геофизики им. академика Е.К. Федорова Росгидромета.


В настоящее время в мире такой патруль отсутствует. Это связано исключительно с технико-методологическими трудностями проведения измерений и калибровок в данной области спектра на космических аппаратах. ГОИ накопил многолетний опыт создания такой аппаратуры и приемников излучения, трижды успешно эксплуатировавшихся на отечественных космических носителях, начиная с 1961 года.


Проект является продуктом высоких технологий в отечественном космическом приборостроении, оптико-электронном аппаратостроении и физической оптике окружающей среды.


Оптико-электронная аппаратура для ПКСП создана в ВНЦ ГОИ, в рамках международной финансовой поддержки конверсионных программ через серию проектов Международного научно-технического центра. Её характеристики существенно превышают по основным параметрам мировые аналоги, в частности, разработаны спектрометры и радиометры ПКСП, оснащенные уникальными дифракционными решетками и приемниками ионизирующих излучений. Аппаратура ПКСП прошла успешные калибровочные испытания в вакуумных камерах ВНЦ ГОИ и Европейского космического технологического центра.
   
По итогам совещания заместитель руководителя Федерального космического агентства, статс-секретарь В.А. Давыдов подписал письмо (Заключение) о полном одобрении проекта ПКСП, имеющего высокий мировой приоритет. При этом отмечена возможность его реализации и в ближайшие годы на базе космических аппаратов, создаваемых в рамках Федеральной космической программы России на 2006 - 2015 годы.
   
Сергей Авакян начальник Лаборатории аэрокосмической физической оптики Всероссийского научного центра «Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова», главный конструктор космической аппаратуры, д.ф.-м.н, профессор.



Ученые «бодаются»


Вместе с тем, в пресс-службу Роскосмоса поступил отзыв на проект «Постоянный космический солнечный патруль», ранее подготовленный в Институте прикладной геофизики. Он поступил из Института Земного магнетизма и ионосферы Российской академии наук.


Приводим отзыв дословно:


«В записке В.Н.Васильева и В.Б.Карасева академику А.Ф.Андрееву содержится предложение о включение в Федеральную космическую программу РФ «ФКП-2015» проекта «Постоянный космический солнечный патруль». В проекте предлагается проведение постоянных измерений на ИСЗ спектра Солнца в области крайнего и далекого ультрафиолетового излучения.


Прежде всего, необходимо отметить, что название проекта не отражает его содержание: речь идет не о комплексе патрульных наблюдений многообразных явлений на Солнце, а об узкой, хотя и важной проблеме – мониторинге спектра солнечного излучения в крайней (примерно 10-100 нм) и дальней (примерно 100-250 нм) ультрафиолетовой области. Разумеется, все наблюдения природных явлений полезны для развития научных представлений о природе и их использования в прикладных целях. В этом смысле реализация проекта представляется целесообразной. Но при постановке вопроса о необходимости постоянного патруля какого-либо явления природы всегда необходимо ответить на вопрос: в интересах решения каких научных или народно-хозяйственных задач должен проводиться этот патруль.


На этот вопрос в записке нет ответа - авторы ограничиваются декларативными заявлениями о важности, главенстве этой проблемы и огромных достижениях ГОИ в этой области.


Патруль спектра солнечного излучения проводился в разные годы, начиная с начала 70-х годов, и продолжался в течение сроков от нескольких месяцев до нескольких лет.


Преследовалось несколько целей:

  1. Определить, пусть и с невысокой точностью, величины потоков крайнего ультрафиолетового излучения эти работы доминировали на начальных этапах исследований.
  2. Выявить форму солнечного спектра и распределение интенсивностей в отдельных его участках.
  3. Характер и масштаб циклических вариаций спектра в 11-летних циклах активности.
  4. Характер относительных вариаций спектра при изменениях уровня солнечной активности в «малых» циклах активности, соответствующих 27-дневному вращению Солнца и развитию на нем активных областей.

Все эти проблемы исследованы достаточно детально в 70-80 годах прошлого века. На основе проведенных измерений развиты эмпирические модели спектров, обобщающие полученные за 30 лет исследования и представления. Как правило, в этих моделях спектр рассчитывается исходя из интенсивности одной или нескольких реперных спектральных линий, определенной из прямых измерений или рассчитанных по данным о радиоизлучении. Точность описания этими моделями спектров и его вариаций позволяет успешно решать прикладные задачи моделирования верхней атмосферы и ионосферы, в том числе и связанные с проведением баллистических расчетов движения ИСЗ.


Интересной задачей, не решенной до сих пор, представляется упомянутая в записке задача определения соотношения между интенсивностями излучения в различных участках ультрафиолетовой области спектра во время солнечных вспышек. Однако эти исследования носят достаточно частный характер.


В целом же в мировой науке наблюдения Солнца в ультрафиолетовой области перешли к новому этапу: наблюдениям Солнца с высоким пространственным разрешением и изучению процессов в отдельных участках Солнца. В российской науке это отчасти реализовано в работах ФИАН (проект КОРОНАС-Ф).


Таким образом, необходимым сейчас представляется патруль солнечного излучения лишь в отдельных линиях, что позволяет рассчитывать спектр и полный поток ультрафиолетового излучения для прикладных задач. Эти измерения могут быть реализованы относительно простыми и легкими спектрофотометрами, не требующих предоставления больших ресурсов от космического аппарата. Именно по этому пути пошла Служба космической погоды США, предполагающая измерения на своих базовых геостационарных спутниках в двух рентгеновских диапазонах и нескольких полосах ультрафиолетового излучения.


Заявление, что аппаратура ГОИ не имеет мировых аналогов, является явным преувеличением, поскольку измерения в предлагаемых участках спектра давно и систематически велись за рубежом. Для иллюстрации можно, например, привести графическое представление периодов и спектральных диапазонов различных измерений, приведенный в работе [W. Kent Tobiska, Tom Woods, Frank Eparvier , Rodney Viereck, Linton Floyd, Dave Bouwer, Gary Rottman, O.R. White. The SOLAR2000 empirical solar irradiance model and forecast tool. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 62 (2000) 1233-1250]. К этому можно добавить детальные многолетние измерения спектров в далекой ультрафиолетовой области на ИСЗ SME и UARS, измерения на ИСЗ SNOE мягкого рентгеновского излучения короче 20 нм.

Преимущества аппаратуры ГОИ перед уже летавшей вовсе не очевидны и уж никак не выше, чем у летавших и хорошо отслуживших науке зарубежных аналогов. Поэтом неясно, какие новые результаты могут быть получены с его помощью. Кроме того, спектрометр ни разу не испытывался в реальных условиях космического полета. Зато испытывался другой (и единственный из летавших на ИСЗ) прибор ГОИ – полосовой фотометр ФПК-4. Для своего времени (1970 г.) его данные были полезны уже тем, что давали разумную оценку потоков излучения в нескольких полосах, однако они расходятся современными представлениями – иногда в несколько раз. Видимо именно его имеют в виду авторы записки, говоря о воссоздании методов измерения с помощью вторично-электронных умножителей открытого типа. Тем не менее, можно рассчитывать, что проведение надежной калибровки позволит в будущем получать от них полезные для прикладных задач результаты.


Несколько слов о реализуемости проекта. Вес аппаратуры ГОИ составляет около 30 кг. Спектрометр требует ориентации на Солнце с точностью не хуже 10 угловых минут. Вместе с ориентируемой платформой суммарный (25-50 кг по приложенной справке НИИТРАНСМАШ) вес превысит 60 кг, по существу, это означает, что для этого проекта необходим специализированный космический аппарат, что вряд ли уместно при отсутствии значимого для науки комплекса задач.


Резюмируя, можно сказать, что в предлагаемом виде проект «опоздал» примерно на 20 лет, что обусловлено общим упадком уровня и объема экспериментальных исследований в отечественной науке в трудные для страны периоды. Проект, вероятно, может быть реализован в рамках нового крупного комплексного проекта по наблюдениям Солнца – например, типа «SOHO». Частичная реализация проекта возможна при использовании для солнечного патруля полосового спектрофотометра ГОИ как источника информации о потоках излучения в реперных участках спектра для решения прикладных задач».
   

* * *
Таким образом, Роскосмос, поддержав проект ПКСП, посчитал возможным обеспечить его выполнение не за счет бюджетных средств, а «за счет средств заинтересованных организаций»

Пресс-служба Роскосмоса

Сообщить об ошибке в тексте

Фрагмент текста с ошибкой:

Правильный вариант:

При обнаружении ошибки в тексте Вы можете оповестить нас о ней. Для этого нужно выделить мышкой часть текста с ошибкой и нажать комбинацию клавиш "Ctrl+Enter".