На главную Статьи Книги Гостевая Для авторов

 

Как строятся телескопы в наше сложное для науки время на примере 80-см телескопа в селе Маяки.



Петр Сухов. НИИ «АО» ОНУ, Одесса



Игорь Молотов (ПУЛКОН –ISON) ИПМ им. М. Келдыша, Москва



Несмотря на тяжелое положение в науке, думать о будущем необходимо. Но чтобы сделать профессиональный современный телескоп - мало иметь желание отдельных лиц или решение коллектива, заверенное обещаниями, печатями. Здесь, как в математике, нужны условия «необходимости» и «достаточности».

Кратко опишем первый подготовительный этап, причины и научные задачи, содействовавшие строительству 80-см телескопа. Сотрудников, стоявших у истоков и вложивших свой труд в постройку телескопа. Как, используя хорошие личные отношения, имея высокие научные результаты и значительный задел в телескопостроении + удачное географическое положение Одесской АО помогло выиграть серьёзную конкуренцию с более крупными обсерваториями СНГ. На начало 21 века, благодаря хорошей материальной базе, созданной еще в 50-90 гг. 20 века нашими коллегами-предшественниками, многие возможности, наработки в Одесской астрономической обсерватории имелись. Она была самой крупной вузовской обсерваторией в СССР. К концу 20 века обсерватория изготовила «под ключ» более 40 телескопов с диаметром главного зеркала от 30-см до 100-см. Это телескоп с диаметром главного зеркала 80-см, установленный в обсерватории Душак-Эрегдаг (Туркмения), 80-см телескоп в обсерватории на пике Терскол (Северный Кавказ), 100-см телескоп для задач фотометрии был изготовлен и установлен в Маяках, но в 2001 г. его перевезли в обсерваторию на Коломицком седле (Словакия). Сегодня, при расширении круга научных задач, именно его не хватает для фотометрии слабых по блеску объектов; комет, астероидов, геостационарных спутников (ГСС), фрагментов космического мусора (КМ) на высоких орбитах. Были изготовлены телескопы с диаметром зеркала 30–40 см для дворцов пионеров в городах СССР, для Финляндии, Венгрии, 40-см телескоп на горе Безымянная (Армения). Остались оптические заготовки 50, 60, 80, 115 и 150-см, трубы, оправы для зеркал, монтировки, другие элементы конструкции. Сохранилась оптическая, механическая мастерская, опытные специалисты. Все это у нас это было «под рукой» и стоило немалые деньги.

История строительства 80-см телескопа началась в конце 20 века. В середине 90 гг. руководитель отдела космических исследований Ю.А. Медведев планировал перенести фотометрические наблюдения низких спутников из парка им. Т. Шевченко г. Одессы на станцию Крыжановка, где возводилось здание для лазерного дальномера. С точки зрения выбора места с лучшим астроклиматом - причина логичная, световое загрязнение в Крыжановке гораздо меньше, чем в Одессе. Для этой задачи наш главный оптик Н. Н. Фащевский начал шлифовать 80-см заготовку зеркала под фотометрию. Механик-конструктор Л.С. Паулин изготовлял трубу, разгрузку зеркала, оправу.  После неожиданной смерти Ю.А Медведева в 1999г.  стройка в Крыжановке по финансовым причинам прекратилась, а работа по изготовление 80-см зеркала осталась не завершенной.

С начала 90 годов периодически проходило сокращения штатов в ОНУ им. И.И. Мечникова, в том числе и НИИ «АО», что катастрофически сказалось на финансировании науки. В итоге это привело к её упадку. Количество сотрудников на начало 2019 гг. по сравнению с 1991 г. сократилось почти в 5 раз! В 1999 г. под сокращение штатов попал один из авторов данной статьи. Он вернулся в обсерваторию в 2000 г. в связи с появившимся интересом НКАУ (Национальное Космическое Агентство Украины), ХВУ (Харьковский военный университет) к наблюдению искусственных спутников Земли, в качестве научного руководителя хоз-договорной темы (НКАУ) «Спостереження». Подобные работы по этой теме были проведены в Маяках ещё в середине 90 гг. Было решено возобновить позиционные наблюдения геостационарных спутников (ГСС) в Маяках. Работы по этому направлению были прекращены в 1995 г из-за финансового кризиса. 

Где-то в 2002-2003 гг. пришла идея перенацелить незавершенную заготовку 80 - см зеркала под новый телескоп на станцию Маяки для астрометрии слабых по блеску ГСС. Директор обсерватории В.Г. Каретников посоветовал Сухову П.П. поговорить на эту тему с Н. Н. Фащевским, чтоб он согласился перешлифовать 80-см заготовку  под другую задачу. Н.Н. Фащевский согласился. С ним была согласована более подходящая для задач астрометрии оптическая схема Ричи-Кретьен. Медленно, насколько позволяло скудные бюджетные финансы, работы на какое-то время начались.


30-см труба+ТВ камера сверху на 60-см трубе.c. Маяки


На начало 2000 г. из оптических средств для наблюдений ГСС в обсерватории в Маяках была 30-см труба системы Ричи-Кретьен (1:8) с двумя вышедшими из строя телевизионными установками «Интроскоп» на ТВ трубке суперизокон ЛИ-804 в качестве фотоприемных устройств. ТВ-установки были отремонтированы, одна из них установлена на 30-см трубу, которая, в свою очередь, повешена поверх трубы не работающего 3-х зеркального 60-см телескопа системы Фащевского (см. рисунок). Эту работу выполнял инженер-механик С.В. Подлесняк. Фокальная плоскость 60-см инструмента находилась внутри трубы телескопа и представляла собой сферически выпуклую поверхность для фотопленки, которую в те годы прекратили выпускать. Из-за отсутствия фотопленки 60-см телескоп не работал (в мире на смену фотопленке пришло новое поколение фотоприёмных сенсоров - приборы с зарядовой связью – ПЗС-камеры, которых не было в обсерватории по причине их дороговизны). Поэтому в первых экспериментах пришлось опираться на имеющееся оборудование – ТВ-трубки. Полученная проницающая способность по ГСС комплекса 30-см Ричи-Кретьен + ТВ трубка ЛИ-804 составляла 15.5 звездной величины за 0.04 сек. накопления сигнала. Это был хороший результат для обнаружения активных или пассивных геостационарных спутников. Для обработки получаемых изображений неба сотрудниками Одесского НИИ Телевидения Г.Ф. Карпенко и Н.З. Стрыгиным было разработано программное обеспечение по определению координат точечного изображения ГСС на фоне точечных изображений звёзд.

После разрухи 90 гг. в Маяках началось оживление. С 2002 г. геостационарная группа в составе: П. Сухов, Г. Карпенко, А. Мовчан, А. Клабукова, А. Сухарев, Д. Уханов начала регулярные наблюдения геостационарной области (ГЕО) на 30-см комплексе. Результаты наблюдений отправлялись в Центр Контроля Космического Пространства Украины (ЦККП) который в то время был под Евпаторией. А с 2004 г. на рядом стоящем 20 дюймовом телескопе в Маяках, по инициативе П. Сухова начались многоцветные (B,V,R) фотометрические наблюдения геостационарных спутников, которые проводили А. Мовчан, А. Клабукова, П. Сухов. На сегодняшний день база фотометрических данных многих классов ГСС является одной из крупнейших в  Европе. Но это уже другое научное направление, которое успешно развивается и сегодня.

В процессе работы началась переписка с давними российскими коллегами-астрономами из Пулковской обсерватории, Института Прикладной математики им. М. Келдыша, НПО «Вымпел», ИНАСАН, и др. с целью восстановить деловые и научные отношения. Распад СССР и отсутствие современных ПЗС-камер привел к тому, что большая часть отечественных обсерваторий приостановила или совсем прекратила наблюдения. Сеть обсерваторий НСОС академии наук СССР, длительное время наблюдавшая спутники, фактически распалась.

В то же время под эгидой Пулковской обсерватории в 2002 г. возникла идея объединения обсерваторий стран СНГ в рамках нового проекта ПУЛКОН (в последствии вошедшего в международное объединение обсерваторий НСОИ АФН/ISON http://astronomer.ru/publications.php?act=view&id=23). Обсерватория в с. Маяки стала одним из первых участников ПУЛКОН. Первый совместный эксперимент по наблюдению ГСС и объектов космического мусора в поддержку сеанса РСДБ-локации прошел в 2003 г. [1]. Со временем, после вовлечения в орбиту проекта ПУЛКОН таких организаций как ПАО «МАК «Вымпел», ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, ФГУП ЦНИИмаш, важной целью проекта ПУЛКОН стало оказание технической и финансовой поддержки обсерваторий, участвующих в этом проекте, для задач их развития. В первую очередь решались вопросы обеспечения обсерваторий ПЗС-камерами вместе с системой привязки точного времени измерений и программным обеспечением для обработки ПЗС-кадров. Следующий этап сотрудничества обсерватории Маяки с ПУЛКОН возник логически, когда проект начал заниматься новым направлением - обнаружением и определением элементов орбит малоразмерного космического мусора (КМ) на ГЕО блеском слабее 15 зв. величины (менее 1 метра). Для этой новой задачи нужно было переделать трех зеркальный 60-см телескоп в двух зеркальный.

Петр Сухов смог убедить руководителя проекта ПУЛКОН Игоря Молотова в оказании финансовой поддержки в модификации 60-см телескопа в двух зеркальный. Перешлифовку и полировку зеркала осуществлял С.В. Подлесняк под руководством Н.Н. Фащевского. Из-за отсутствия в нашей обсерватории вакуумной установки для напыления зеркал диаметром более 50-см С.В. Подлесняк на собственной машине возил 60-см зеркало в КрАО на алюминирование. Весной 2006 г. зеркало вместе с трубой было установлено в Маяках на монтировку «АПШ 6». В конце марта 2006 г. в нашу обсерваторию по проекту ПУЛКОН были доставлены:

1. Дорогостоящая, профессиональная ПЗС фирмы FLI IMG1001E размером пикселя 24 х24 микрон и размером чипа матрицы 1х1 дюйм, приобретенная по гранту INTAS No 03-70-567 (http://lfvn.astronomer.ru/result/0000011/r000011.htm).

2. GPS приемник для фиксации момента наблюдения с ошибкой 0.01 сек, разработанный в Пулковской обсерватории в рамках проекта ПУЛКОН (http://lfvn.astronomer.ru/report/0000018/GAO/index3.htm)

3. Программу сотрудника Пулковской обсерватории В. Куприянова «Апекс-2», разработанную в рамках проекта ПУЛКОН для обработки ПЗС-кадров, автоматического детектирования точечных изображений ГСС на фоне штриховых изображений звезд, получаемых на ПЗС (http://lfvn.astronomer.ru/instr/apex_2/rus.htm).

После тестовых наблюдений в начале апреля 2006 г. на новом 60-см телескопе были получены хорошие характеристики. Поле зрения телескопа составило 17 х 17 минут дуги, проницающая способность по звездам доходила до 18.5 звездной величины за 30 сек. накопления. Разрешающая способность 1 сек/пиксель. За лето, осень 2006 г. наблюдений КМ на ГЕО П. Сухов, А. Клабукова, А. Мовчан и др. обнаружили 9 новых объектов КМ блеском 15.5–17.5 зв. величины (http://lfvn.astronomer.ru/result/0000007/r000007_list.htm), из которых удалось определить орбиту для 4 фрагментов. Дебют нового 60-см телескопа в Маяках был успешным для нас и наших российских коллег.

Весной 2006 г. геостационарная группа пополнилась молодым, энергичным сотрудником Е.Г. Губиным, который в последствии сыграл весомую роль в строительных, монтажных работах по созданию 80-см телескопа. Обладая знаниями в астрономии на уровне любителя, Евгений «горел» принести пользу своим трудом и энергией. Проект ПУЛКОН обрастал новыми участниками, увеличивалось финансирование, расширялось количество научных направлений. Для решения таких задач, как обнаружение слабых по блеску комет, опасно сближающихся с Землей астероидов, поиск оптических транзиентов (послесвечение гамма-всплесков), необходимо было увеличить количество светосильных телескопов. Можно и нужно было использовать этот удачный момент. В личной переписке и на исторической встрече в Пулково в августе 2005 г. на российско-американском семинаре по контролю космического пространства, куда П. Сухов был приглашен И. Молотовым с докладом от Украины, удалось убедить, что наша обсерватория в состоянии изготовить 80-см телескоп.


Историческая встреча в Пулково в 2005 г., послужившая началом проекта ПУЛКОН.


В Одесской обсерватории имелось почти всё необходимое для создания нового мощного инструмента: человеческий и технический потенциал, основные комплектующие, опыт. Не хватает только финансовой поддержки. По просьбе И. Молотова П. Сухов написал несколько статей о проделанной работе и потенциальных возможностях нашей АО на старый сайте ПУЛКОН по адресу:  http://lfvn.astronomer.ru/optic/majaki/index.htm

Конкуренция среди участников проекта ПУЛКОН была ОЧЕНЬ большая. Проект планировал выделить финансы для строительства новых пунктов наблюдения на востоке России – Благовещенске и Камчатке, восстановления работоспособности обсерватории в Тарихе (Боливия), изготовления 50-см телескопа для Уссурийской обсерватории, 40-см телескопа для обсерватории Китаб (Узбекистан), начала модернизации одесского же 80-см телескоп в обсерватории на пике Терскол. Также производился запуск мелкосерийного производства 22-см обзорных телескопов с большим полем зрения 4х4 градуса (http://lfvn.astronomer.ru/report/0000026/index.htm). Все участники хотели получить финансы для своих организаций, таким образом присутствовал жесткий конфликт интересов (доходило до горячих споров). В итоге, руководством ПУЛКОН было принято решение о строительстве 80-см телескопа в Одесской астрономической обсерватории. Многое уже присутствовало – несколько вариантов павильонов для телескопа, заготовка зеркала 80-см, монтировки и элементы конструкции трубы телескопа, плюс свою роль сыграло удачное географическое положение обсерватории Маяки и ее прогресс в области работ по контролю ГЕО.

Был намечен перечень первоочередных работ. Первоначально Н.И. Дорохов, С.В. Подлесняк и П.П. Сухов рассматривали вариант установки телескопа в павильоне 7-ми камерного астрографа на монтировку «АПШ 6». Астрограф не работал из-за прекращения выпуска фотопластинок. Но оказалось, что аппаратная павильона была разрушена основательно, а крыша обвалилась. Позже был выбран павильон, где до этого стоял 100-см телескоп, вывезенный в Словакию в 2001 г. Это здание в середине 90 гг. маячане достроили под руководством Ю.С. Романова и Ю.Д. Руссо по хоз.теме от НПО «Вымпел» (Москва). После передислокации 100-см телескопа в Словакию, откатная крыша павильона пришла в негодность и стала протекать, деревянное межэтажное перекрытие прогнило, здание стало разрушаться. Но месторасположение павильона было удачное, небесный экватор на востоке, юге, западе был открыт и обладал наименьшей фоновой подсветкой. Это было важно для наблюдений экваториальной зоны, где дислоцированы геостационарные объекты.

Был продуман фронт предстоящих работ, их очередность. Стало очевидно, что работы предстоит много, и что её объем будет увеличиваться в процессе. Этапы работ должны включать:

1. Капитальный ремонт двухэтажного павильона, где стоял 100-см телескоп. Впоследствии здесь сильно помогли инициатива и энергия Евгения Губина.

2. Оптика. Н.Н. Фащевский обещал изготовить корректор поля, закончить полировку главного зеркала.

3. Перенос монтировки «АПШ 6» из павильона 7-ми камерного астрографа в павильон бывшего 100 см телескопа после капитального ремонта павильона. 

4. Переделка, сделанной Л.С. Паулиным, оправы зеркала. Эта работу выполнял С.В. Подлесняк. На ученом совете обсерватории Н.Н. Фащевский предложил два хороших варианта использования оптики 80-см телескопа. Первый – установка ПЗС в эквивалентном фокусе Риччи-Кретьена. Второй – изготовление линзового корректора поля для увеличения поля зрения до 1 градуса и установка ПЗС-камеры в фокусе корректора. Т.е. линзовый корректор и ПЗС-камера устанавливались в первичный фокус телескопа вместо вторичного зеркала. Планировали, что телескоп может увидеть «первый свет» к 2010 году

Основные строительные, конструкторские, переделочные, наладочные, электронные и др. работы были впереди. Руководство дальнейшими работами требовало много времени и знаний в области телескопостроения. Наши специалисты, как С.В. Подлесняк, Н.И. Дорохов имели солидный опыт в области телескопостроении, они лучше подходили на роль кураторов работ.

Осенью 2006 г. на выборах директора обсерватории победил С.М. Андриевский. Руководство работ было передано ему, с этого времени он начал представлять интересы обсерватории на переговорах с проектом ПУЛКОН. Работами по телескопу, его оптике занимались такие специалисты как, Н.Н. Фащевский, С. В. Подлесняк, В.Ф. Мельниченко. Позже, на втором этапе, к ним примкнул наш выпускник - Вадим В. Жуков. Они прекрасно знали что, когда, и как надо делать, или переделать. Так же в Маяки для обмена опытом приезжал инженер проекта ПУЛКОН - Олег Чекалин.


Слева направо: В. Кашуба, В. Жуков, Ю. Бондаренко, А. Дорохов, О. Чекалин, С. Удовиченко,
Н. Дорохов, В. Бондаренко (начальник Маяк), С. Андриевский, С. Колесников, В. Мельниченко.


В значительной степени именно благодаря энергии, личной финансовой поддержке Вадима Жукова на втором этапе были исправлены некоторые ошибки конструкции трубы телескопа, сделано автоматизированное управление инструментом и работы были завершены, хотя с опозданием на 3 года от запланированного графика. На то были объективные и субъективные причины. Об этом могут написать участники следующего этапа.

Таким образом, предпосылками для начала строительства нового 80-ми телескопа, являющегося на сегодня самым крупным инструментом в стране, послужили:

1. Задел, сохранившийся в «ОАО» со второй половины 20 века благодаря дальновидности в то время директора обсерватории член-кора АН УССР, В.П. Цесевича, руководителей команд телескопостроителей: Н.Н. Фащевский (оптика), Л.С. Паулин, (механика) В.Ф. Мельниченко (механика). В.Н. Иванов (автоматизация управление телескопом).

2. Энтузиазм сотрудников, которые в очень сложных для науки условиях своевременно включились в работу перспективного проекта ПУЛКОН.

3. Настойчивость одесситов в убеждении российских коллег в реальной возможности изготовить 80-см телескоп своими силами при получении финансовой поддержки.

На этом финансово-подготовительный этап работ был завершен. Геостационарная группа добилась главной цели на тот момент. При большой конкуренции сумела найти источник финансирования для изготовления нового телескопа. В дальнейшем, кроме перечисленных выше ключевых специалистов, к работе подключились молодые сотрудники обсерватории, кафедры, энтузиасты со стороны.

Следует обратить внимание на следующий важный момент! Как видно из текста выше, этап добывания денег для создания 80-см телескопа состоял из цепочки 3-х последовательных звеньев, логически связанных между собой, без успешного решения которых невозможно было получить финансирование. Эта цепочка такая:

1. В 2000 г. в «АО» - реанимирован комплекс; 30-см телескоп Ричи-Кретьен + ТВ камера на трубке ЛИ-804.

2. В 2003-2004г. «АО» ОНУ стала участником проекта ПУЛКОН. Результаты наблюдений на 30-см комплексе убедили российских коллег в 2005 г. оказать нам поддержку в модернизации оптики 60-см телескопа под Ричи-Кретьен, которая была завершена зимой 2006 г.

3. Личные контакты, дружеские, доверительные отношения, географический фактор и научные результаты, полученные на 60-см телескопе, убедили руководство ПУЛКОН начать реализацию крайне сложного совместного проекта по изготовлению такого крупного инструмента.


Новый 80-см телескоп. Одесса (c. Маяки)

Большие предпосылки в изготовлении 80-см телескопа создали наши дальновидные предшественники в 20 веке. На сегодня автоматизированный 80-см телескоп в Маяках оказался самым крупным астрономическим инструментом Украины! С 2013 г. на телескопе ведутся наблюдения по нескольким научным направлениям; ГСС, КМ, оптические транзиенты (гамма-всплески), астероиды, кометы. Подробное описание телескопа приведено здесь https://ui.adsabs.harvard.edu/link_gateway/2013OAP....26....6A/PUB_PDF

Реализованный проект строительства 80-см телескопа в Маяках проторил дорогу сотрудничеству других украинских обсерваторий с проектом ПУЛКОН/ISON. В последующие годы два телескопа (40-см ЧВ-400 и 25-см BRC-250) были установлены на пункте наблюдений Дереновка Ужгородского университета (http://astronomer.ru/publications.php?act=view&id=151), два телескопа (50-см ОРИ-50М и 22-см ОРИ-22) - в частной обсерватории «Июльское утро» в Андрушевке под Житомиром (http://lfvn.astronomer.ru/optic/andrushevka/index.htm), два телескопа (25-см ОРИ-25 и 25-см ТАЛ-250К) - на Чугуевской наблюдательной станции НИИ Астрономии Харьковского национального университета (http://astronomer.ru/publications.php?act=view&id=36). Была проведена модернизация еще одного 80-см телескопа Одесского университета – в обсерватории на пике Терскол (http://vestnik.kubsu.ru/article/view/779/1319), осуществлялось сотрудничество с Национальным центром управления и испытания космических средств НКАУ (http://lfvn.astronomer.ru/report/0000041/004/index.htm).

[1] Коноваленко А.А., Фалькович И.С., Липатов Б.Н., Антипенко А.А., Дементьев А.Ф., Агапов В.М., Молотов И.Е., Сочилина А.С., Гусева И.С., Сухов П.П., Горшенков Ю.Н., Вольвач А.Е., Румянцев В.В., Диденко А.В., Папушев П.Г., Кизюн Л.Н., Ямницкий В.А., Резниченко А.М., Туккари Дж., Лю Ш. Некоторые результаты международных наблюдений высокоорбитального космического мусора 23-29 июля 2003 г. Околоземная астрономия – 2003. Труды конференции. т.2. Терскол, 8-13 сент. 2003. Институт астрономии РАН. СПб.: ВВМ, 2003, стр. 198-205. 07.09.2020

Сухов П.П. К. физ.-мат. наук. «АО» ОНУ им. И.И. Мечникова, Одесса.
Контакт для переписки: sppete@ukr.net
Молотов И.Е., координатор проекта НСОИ АФН/ISON, ИПМ им. М.В. Келдыша РАН, Москва

Фенина Земфира Николаевна
кандидат физ-мат наук, астрофизик
FeninaZ@ukr.net
Facebook


На главную

Вернуться к списку статей

Написать отзыв