|
Институты и обсерватории
К 70-летию Института астрономии
РАН Институт астрономии РАН (ИНАСАН) – один из главных центров
астрономической науки в России. Это сравнительно небольшое научное учреждение
занимает лидирующие позиции в исследованиях по физике и эволюции звезд, физике гравитирующих астрофизических систем, околоземной
астрономии, космической геодинамике и методам обработки и распространения
астрономических данных. Публикуемая ниже статья посвящена 70-летнему юбилею
ИНАСАН. От Земли до глубин Вселенной Земля и Вселенная № 5/2006 Б.М.
Шустов, Член-корреспондент
РАН директор
Института астрономии РАН В
первой половине XX в. астрономия перестала быть уделом одиночек. Масштабные
исследования, проектирование, создание и эксплуатация крупных телескопов, а
также международные проекты требовали объединения усилий не только отдельных
ученых, но и целых научных коллективов и учреждений. В 1930-е гг.
индустриализация нашей страны потребовала интенсивного развития науки, в
частности фундаментальных исследований. Ответственность за организацию
фундаментальной науки в это время была возложена на АН СССР. Новый уровень
научных проектов требовал значительных средств, предполагая и соответствующий
уровень их координации. Таким крупным научным проектом в 1930-х гг.
предполагалось строительство на юге СССР большой астрономической обсерватории. Перед
советской астрономией встала задача создания единого органа, который взял бы на
себя организацию такой обсерватории, а также в целом координацию развития
астрономического приборостроения, согласование планов работы астрономических
учреждений СССР, подготовки астрономических кадров и участия в международных
проектах. В 1936 г. академики А.Е.
Ферсман и В.Г. Фесенков
представили в Президиум АН СССР проект «Положения об
Астрономическом совете при АН СССР», утвержденный 20 декабря 1936 г. Эта дата
считается днем рождения Астрономического совета АН СССР – будущего Института
астрономии Российской академии наук. Председатели
Астрономического совета АН СССР и директора Института
астрономии РАН
Согласно
«Положению» в состав Астрономического
совета (Астросовета) вошли астрономы – члены
Физической группы АН СССР (аналог современного Отделения физических наук),
возглавлявшийся Президиумом. Первые члены Президиума Астросовета – академик А.Ф.
Иоффе (руководитель Астросовета в первые недели –
до утверждения кандидатуры председателя), академик В.Г. Фесенков (первый председатель Астросовета в 1936 – 1939 гг., директор ГАИШ МГУ), академик
С.И. Вавилов (президент АН СССР),
профессора Б.П. Герасимович (в 1933 –
1937 гг. – директор Пулковской обсерватории), А.А. Михайлов (директор Пулковской обсерватории в 1947 – 1963 гг.,
а также председатель Астросовета в 1939 – 1963
гг.). ъ
Здание ИНИСАН По
материалам, посвященным работе Астросовета и
опубликованным в изданиях тех лет (например, в «Астрономическом журнале»),
можно проследить, как отражались события конца 1930-х гг. в СССР на
астрономической науке. Очень высокая активность этого координационного органа
(только в 1937 г. состоялось четыре Пленума), трагическая судьба некоторых
членов Совета, связанная по-видимому, с этим его
ликвидация в конце 1937 г. (точнее, временное переименование: он стал
называться Астрономическая группа АН СССР), восстановление Астросовета
через два года – все это характерные штрихи драматической истории советской
астрономии того периода. В
годы войны большинство астрономических центров СССР оказались на захваченной
немцами территории. Часть обсерваторий серьезно пострадала, а Пулковская
обсерватория – Главный астрономический центр страны –
была разрушена до основания. Тем не менее, советские астрономы интенсивно
работали, причем не только на непосредственные нужды обороны (поддержание
службы времени, составление различных таблиц и эфемерид для обслуживания
военно-морского и воздушного флотов, обеспечение службы Солнца для
гидрометеорологических прогнозов), но и выполняли фундаментальные исследования.
На прошедшем в Москве в сентябре 1943 г. Астрономическом совещании были приняты
резолюции, возлагавшие на Астросовет решение
ответственных задач в различных областях астрономических исследований. И снова
большое внимание уделялось астрономическому строительству, созданию крупных
инструментов (в 1949 г. начато строительство ГАО АН СССР в Голосееве
под Киевом). В
послевоенные годы в Астрономическом совете начали проводиться собственные
исследования. Первый крупный научный проект Астросовета
– начатое в 1946 г. по поручению Международного астрономического союза создание
«Общего каталога переменных звезд» (ОКПЗ) под руководством профессоров П.П. Паренаго и Б.В. Кукаркина. Каталог стал очень важным
и ответственным вкладом отечественных астрономов в мировую астрономию. Первое
издание Каталога вышло в 1947 г., второе – в 1958 г., третье – в 1969 – 1971
гг., а в настоящее время завершена публикация уже четвертого издания ОКПЗ в
пяти томах. С начала 1970-х гг. под одним названием «Астрономический совет АН СССР» уже существовали координационный
совет и научно-исследовательское учреждение. В дальнейшем в этой статье
рассказывается об Астросовете, в основном как о
научно-исследовательском учреждении.
В
1958 г. вблизи г. Звенигорода Московской области по распоряжению Президиума АН
СССР построили Звенигородскую экспериментальную
станцию Астросовета (ныне Звенигородская обсерватория; Земля и Вселенная, 2000,
№ 1). На протяжении многих лет она была главной научной базой для разработки
новых методик, аппаратуры и научных кадров для наблюдений ИСЗ. Начав со
скромной астрономической трубки АТ-1, наблюдатели к 1970-м гг. получили
крупнейший инструмент для наблюдения ИСЗ – высокоточную астрономическую
установку (ВАУ) с диаметром входного отверстия 50 см, в то время одну из лучших
в мире. Очень важным источником информации стал издававшийся Астросоветом с 1962 г. сборник «Наблюдения искусственных
спутников Земли».
Высокоточная
астрономическая установка Звенигородской обсерватории
ИНАСАН. Уникальная особенность ВАУ – огромное поле зрения (5° × 30°) и
возможность с высоким угловым разрешением слежения за любыми искусственными и
естественными небесными телами, в том числе за ИСЗ, перемещающимися с большой
скоростью. 1969 г.
«Благословляем
на жизнь» – так поддержали издание бюллетеней «Наблюдения искусственных
спутников Земли» летчики-космонавты СССР Ю.А. Гагарин, П.Р. Попович, В.Ф.
Быковский, А.Г. Николаев и Г.С. Титов. В
1966 г. Астросовет приступил к созданию международной
сети наблюдений ИСЗ. Для нее разрабатывалась специальная аппаратура, по
договорам с зарубежными научными организациями строились наблюдательные пункты.
К 1975 г. таких пунктов в Евразии, Африке и Южной Америке насчитывалось 28. На
них выполнен огромный объем визуальных и фотографических, а позднее и лазерных
наблюдений ИСЗ. Эти данные использовались для исследований в области геодезии,
геодинамики и геофизики. В 1961 г. Астросовет
совместно с Пулковской обсерваторией (ГАО АН СССР) организовал первый в мире
эксперимент по спутниковой геодезии. Кроме того, созданная Астросоветом
сеть пунктов послужила основой для реализации первой глобальной геодезической
программы «Большая хорда» (определение длины меридианальной
геодезической линии Баренцево море – Антарктида методами спутниковой геодезии).
К середине 1980-х гг. большинство станций, выполнивших свои задачи, были
закрыты, а их оборудование передано университетам и другим учебным заведениям.
Расположение сети станций
наблюдения ИСЗ, участвовавших в международной глобальной геодезической
программе «Большая хорда». Программу координировал Астросовет.
Показаны базисные линии, которые определялись по синхронным фотографическим
наблюдениям ИСЗ. 1965 – 1973 гг. Полеты
первых спутников сильно изменили наши представления о структуре верхней
атмосферы Земли. В 1963 г. Астросовет в рамках
сотрудничества академий наук социалистических стран организовал наблюдения
низкоорбитальных ИСЗ по программе «Интеробс».
Результат этой программы – обнаружение внезапных кратковременных вариаций
плотности атмосферы на высотах 300 – 500 км. В 1975 г. Астросовет
создал экспериментальную Симеизскую станцию
лазерной локации ИСЗ. Разработанные на ней методы широко применяются до сих пор
во всем мире. Ныне эта станция работает в составе Крымской астрофизической
обсерватории (Украина; Земля и Вселенная, 1975, № 5). На
протяжении нескольких десятилетий Астросовет в рамках
научной программы осуществлял координацию астрономических исследований в СССР,
проводил совещания, налаживал снабжение обсерваторий светоприемниками,
готовил выставки СССР и за рубежом, в качестве национального комитета
представлял астрономов СССР в Международном астрономическом союзе. В
1959 г. Президиум АН СССР утвердил в составе Астросовета
несколько научно-исследовательских секторов. Активно стали развиваться
исследования по проблемам солнечной активности и физике Луны. С 1966 г. Астросовет совместно с Гидрометцентром СССР
проводил исследования по физике солнечно-земных связей. В начале 1960-х
гг. под руководством А.Г. Масевич в Астросовете создали
группу, которая позже стала основой признанной во всем мире школы исследования
физики и эволюции звезд (Земля и Вселенная, 2002, № 2). Выдающиеся
организаторские способности А.Г. Масевич в сочетании
с точным научным чутьем позволили превратить координационный орган (совет) в
серьезное научное учреждение. В 1970-е гг. в Астросовете
приступили к работам по моделированию эволюции тесных двойных звездных систем и
звездных пульсаций. В 1967 г. в Астросовете в группе
под руководством члена-корреспондента АН СССР Э.Р. Мустеля (председателя Астросовета в 1963 – 1987 гг.) начались исследования в
области звездной спектроскопии и нестационарных звезд. С 1980 г. изучаются
закономерности процесса звездообразования на различных
пространственно-временных масштабах – от спиральных ветвей до одиночных звезд.
В 1986 г. в Астросовете появилось новое перспективное
направление исследований – динамика гравитирующих
звездных и планетных систем. Такие
исследования предъявляли повышенные требования к развитию вычислительной базы.
В 1972 г. на Звенигородской станции организовали
сектор прикладной математики и вычислительной техники. Первоначально для
решения численных задач использовалась ЭВМ М-222, в 1978 г. на смену ей пришла
ЭВМ ЕС-1033, а затем ЭВМ ЕС-1045. Эти компьютеры использовались не только для
вычислений, но и для работы с различными каталогами небесных тел. В
1980 г. на технической базе сектора прикладной математики и вычислительной
техники в составе Астросовета начал работу Центр астрономических данных –
советский филиал международного Страсбургского центра звездных данных. Его
задачей было информационное обеспечение астрономических исследований в СССР и
странах Восточной Европы, организация передачи мировому научному сообществу
каталогов, подготовленных советскими учеными. С
приходом в Астросовет в 1987 г академика А.А. Боярчука
начались работы в области внеатмосферной астрономии. Под руководством А.А. Боярчука к 1990-м гг. Астрономический совет АН СССР
окончательно сформировался как крупный академический центр астрономических
исследований. Чтобы четко определить статус этого центра и избежать путаницы
при использовании названия, в декабре 1990 г. распоряжением Президиума АН СССР Астросовет преобразовали в Институт астрономии АН СССР (с 1991 г. – ИНАСАН, см. www.inasan.rssi.ru). В
2003 г. директором ИНАСАН стал доктор физико-математических наук Б.М. Шустов. Координационный совет
(председатель – академик Н.С. Кардашев) по-прежнему называется Астрономический совет РАН. Современный
Институт астрономии представляет собой структурное звено РАН и работает под
научно-методическим и научно-организационным руководством Отделения физических
наук РАН. В московской части Института шесть научно-исследовательских отделов.
В составе ИНАСАН работают также две обсерватории – Звенигородская
(Московская обл.) и Терскольский филиал (включен в состав ИНАСАН 1 января 2005 г.). К
1 января 2006 г. в Институте работало 19 докторов (два из их действительные
члены РАН) и 39 кандидатов наук, а общая численность – 178 сотрудников (из них
43 – в Терскольском филиале). Главные
направления научных исследований, проводимых в ИНАСАН: физика звездных
атмосфер, теоретические проблемы физики и эволюции звезд, звездных систем и
межзвездной среды, нестационарные звезды, физика гравитирующих
звездных и планетных систем, информационное обеспечение астрономических
исследований (банки астрономических данных), теоретические и прикладные
проблемы астрометрии, геодинамики и геофизики, методы наблюдений искусственных
и естественных небесных тел. ИНАСАН активно участвует в прикладных работах –
контроле космического пространства (слежение за перемещением в
околоземном космосе искусственных и естественных объектов) и исследовании
астероидной опасности. Несмотря на известные трудности развития науки в России,
которые, конечно, отражаются на всех ученых, астрономам ИНАСАН удается
проводить научные исследования на высоком уровне. Вот лишь несколько примеров. Большое
внимание в ИНАСАН уделяется двойным звездам, при исследовании которых получен
ряд важных результатов. Например, трехмерное численное моделирование,
проведенное сотрудниками ИНАСАН, существенно изменило представления о
процессах, протекающих во взаимодействующих двойных, позволило уточнить
физическую модель этих звезд. В частности, показано, что при перетекании
вещества в двойной системе в результате взаимодействия между потоком и
веществом на внешней границе аккреционного диска, в
нем не образуется «горячее пятно» (такая модель широко используется
большинством исследователей при интерпретации результатов наблюдений). В то же
время взаимодействие газа оболочки двойной системы с потоком приводит к
формированию протяженной ударной волны, образующейся вдоль границы потока –
«горячей линии». Модель «горячей линии» обеспечивает лучшее соответствие данным
наблюдений, чем принятая ранее модель «горячего пятна».
Схема
течения вещества в полуразделенной двойной системе.
Показаны звезда-аккретор, часть звезды-донора, струя
вещества из внутренней точки Лагранжа L1, аккреционный
диск, «горячая линия» и приливные ударные волны (I). Модель создана группой
академика А.А. Боярчука в 1990 – 2000-е гг. Под
руководством академика А.М. Фридмана
выполнены работы, удостоенные двух Государственных премий за «Предсказание
системы новых спутников Урана на основе созданной теории коллективных и столкновительных процессов в кольцах планет» (1989) и
«Предсказание и открытие новых структур в спиральных галактиках» (2004) (см.
статью А.М. Фридмана с соавторами в этом номере). Группа
под руководством Б.М. Шустова
построила теорию самых ранних стадий образования звезд. Впервые в мире
самосогласованно и полно учтены как физические, так и химические процессы.
Теория дала ключ к пониманию общей природы и конкретных свойств (эволюционные
параметры, кинематика, структура, в том числе химическая) плотных сгустков
молекулярных облаков – предшественников звезд. Цикл этих работ был удостоен в
2005 г. премии РАН им. А.А. Белопольского (см. статью
Д.З. Вибе в этом номере). Очень
интересными оказались результаты изучения метеорных потоков по методике,
разработанной в ИНАСАН. В 1995 г. доктор физико-математических наук М.А. Смирнов с коллегами предложили
новый подход к изучению метеорных и болидных потоков путем прямых наблюдений
тел, находящихся за пределами земной атмосферы вблизи радиантов. Оказалось, что
в этих потоках есть тела размером от нескольких метров до десятков метров.
Поначалу многие исследователи сомневались в возможности обнаружения таких тел,
но после ряда лет наблюдений все сомнения отпали.
В
результате наблюдений метеорных потоков сотрудники ИНАСАН нашли метеороид Pers 5 (размером около
20 м), входящий в состав Персеид. Ранее метеороидов
таких размеров не открывали, сейчас разработана методика их обнаружения.
Приведено несколько снимков, на которых заметно перемещение метеороида
Pers 5. Фотографии сделаны на телескопе Цейс-1000
обсерватории Симеизского отделения ИНАСАН. 1997 г. Важным
направлением остаются и геодинамические исследования, поскольку они могут стать
основой методики предсказаний землетрясений (см. статью С.К. Татевян и А.М. Фридмана в этом номере). ИНАСАН
– головная научная организация в крупном международном космическом проекте «Спектр-УФ» (сейчас «Всемирная космическая
обсерватория-Ультрафиолет»), в котором принимают участие 16 стран. В России
работы по проекту ведутся в рамках Федеральной космической программы РФ на 2006
– 2015 гг. (см. статью А.А. Боярчука и Б.М. Шустова в
этом номере). Кроме того, в рамках этой же программы Институт проводит
научно-исследовательские работы по проекту, направленному на создание космического
оптического интерферометра для проведения высокоточных измерений параллаксов,
координат и собственных движений звезд (проект «Астрометрия»; см. статью А.В.
Багрова и М.А. Смирнова в этом номере). ИНАСАН
оснащен современной научной аппаратурой: обсерватории
оборудованы уникальными астрономическими установками, а отделы снабжены
современной вычислительной техникой, позволяющей проводить научные исследования
на высоком уровне. Для математического моделирования используется кластер
«Орион» (многопроцессорный компьютерный комплекс для высокоэффективных
параллельных вычислений), состоящий из 32 узлов. Кстати, в ИНАСАН кластер
появился первым среди институтов Отделения физических наук РАН. На
Звенигородской обсерватории Института продолжают
успешно работать камера ВАУ, несколько оптических телескопов меньших размеров,
лазерный дальномер для наблюдений ИСЗ. Исследования ведутся по следующим
основным направлениям: -
малые тела искусственного и естественного происхождения в околоземном
пространстве и их связи с процессами в Солнечной системе (проведение
позиционных и фотометрических наблюдений ИСЗ и «космического мусора»,
телевизионных наблюдений метеоров и тел в метеорных потоках, астероидов); -
космическая геодинамика; -
разработка методов обработки астрономических данных; -
прикладные исследования – позиционные и фотометрические наблюдения ИСЗ. Результаты,
полученные на Звенигородской обсерватории,
используются в международных и общероссийских программах, в том числе в
программе «Глобальная навигационная система», в рамках Международной GPS-службы
для геодинамики, а также в федеральных программах прикладного назначения. В
Терскольском филиале ИНАСАН работают 2-м
телескоп-рефлектор Цейс-2000 (второй по величине оптический телескоп,
установленный в России и последний, самый совершенный в знаменитой серии Цейсовских двухметровиков),
Большой горизонтальный солнечный телескоп АЦУ-26,
оптический телескоп Цейс-600. Для наблюдений используются
уникальный трехкамерный эшельный
куде-спектрограф MAESTRO сверхвысокого (до 5×
105) спектрального разрешения (в нем кроме эшели
– решетки стоит стеклянная призма, в результате на приемнике излучения
укладывается очень длинный, порезанный на кусочки спектр – набор длинных
полосок), а также высокоскоростной двухканальный звездный фотометр (см. статью
В.К. Тарадия с соавторами в этом номере). ИНАСАН
располагает обширной базой астрономических данных, содержащей многочисленные
научные архивы и каталоги, и продолжает тесное научное сотрудничество со
Страсбургским центром данных. Институт астрономии РАН – ведущая организация по
проекту «Российская виртуальная
обсерватория». Этот проект представляет собой российскую составляющую
глобального международного проекта «Международная виртуальная обсерватория»
(Земля и Вселенная, 2004, № 2), объединяющего в единую среду распределенные по
всему миру астрономические архивы и базы данных, инструменты анализа данных и
вычислительный сервис. Работы по созданию виртуальной обсерватории – один из
важных международных научных проектов с российским участием. ИНАСАН
координирует ряд международных научных программ в области космической
геодинамики и использования наблюдений ИСЗ в науках о Земле (например, в рамках
программы «Интеркосмос» и службы «Вращения Земли»).
Институт сотрудничает с ESA и NASА по
проблемам исследования «космического мусора» и потенциально опасных астероидов
(Земля и Вселенная, 2000, № 2; 2002, № 4; 2003, № 2). Информация, полученная в
рамках программы наблюдений астероидов, регулярно передается в банк данных
Международного центра малых планет (США). Обязательное
условие не только развития, но и выживания любого научного коллектива, –
обучение и воспитание молодых специалистов. В 2003 г. в Институте организован «Центр экспериментальной астрономии»,
основные задачи которого – обучение студентов работе передовым технологиям в
астрономических наблюдениях. В 2005 г. 21 сотрудник ИНАСАН участвовал в
деятельности Центра. На базе ИНАСАН обучается 127 студентов. Институт ежегодно
активно участвует в организации и проведении Всероссийских научных студенческих
школ-конференций «Физика космоса» в Уральском государственном университете.
Приятно также отметить, что наконец-то стала улучшаться подготовка
высококвалифицированных кадров. Впервые за последние
15 лет число аспирантов приблизилось к десяти. В ИНАСАН работает около 70
научных сотрудников, но главное – все больше молодых людей интересуются нашей
наукой.
Доктор
физико-математических наук О.Ю. Малков наблюдает в телескоп прохождение
Меркурия по диску Солнца 7 мая 2003 г. Рядом стоят сотрудники ИНАСАН доктор
физико-математических наук Н.Н. Самусь, кандидат физико-математических наук
О.Б. Длужневская и Д.А. Птицын. Одна
из важных задач и даже долг любого астронома – распространение научных знаний о
Вселенной, причем в доступной форме. Сотрудники Института ведут
научно-популяризаторскую деятельность, выступая в СМИ с информацией об
астрономических событиях и современных научных достижениях, публикуют
интересные статьи в журнале Президиума РАН «Земля и Вселенная». На Звенигородской обсерватории регулярно проводятся экскурсии
для школьников, студентов и преподавателей, участников астрономических кружков
Московского городского дома творчества детей и юношества и Дома
научно-технического творчества молодежи. И, конечно, замечательно, когда сами
научные работники стремятся познать красоту Вселенной во многих ее проявлениях.
На зимней астрономической школе в Коуровке студенты
пели: Очень разные мы, астрономы, Но сближает нас пунктик один – Тянет знать, что там, в мире огромном, От Земли до вселенских глубин. |
