На перекрёстке космических трасс (к 50-летию первого полёта человека в космос) - shikardos.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
На перекрёстке космических трасс (к 50-летию первого полёта человека в космос) - страница №1/1

НА ПЕРЕКРЁСТКЕ КОСМИЧЕСКИХ ТРАСС

(к 50-летию первого полёта человека в космос)


Епишев В.П., научный руководитель

Лаборатории космических исследований (ЛКС),

член МАС, лауреат премии им. Фиолетовой


Украинская Астрономическая Ассоциация поздравляет по случаю
50-летия со дня образования коллектив Лаборатории космических исследований Ужгородского национального университета, где впервые в истории оптических наблюдений искусственных небесных тел 6 октября 1957 года зафиксирована орбита 1-го ИСЗ и впервые в Украине начаты наземные лазерные и поляриметрические наблюдения космических аппаратов.


4.10.2007 г. Киев, УАА




Сегодня, отмечая 50-летие первого полёта человека в Космос, не следует забывать о том, что этот эпохальный шаг человечества был бы невозможным без предварительного кропотливого труда сонма учёных, среди которых надо назвать и академика Мстислава Всеволодовича Келдыша, 100-летие которого тоже отмечается в 2011 году. Существенный вклад в дело освоения космоса вложили научные станции наблюдения за спутниками, одна из которых находится и работает в Ужгороде. Об этой станции наш рассказ.

4 октября 1957 года на околоземную орбиту был выведен первый искусственный спутник Земли (ИСЗ), положивший начало космической эры. А уже 6-го октября его впервые через оптические приспособления увидели с территории СССР в Ужгороде и Ленинграде. И первой, профессионально нанесённой на карту звездного неба точкой следа спутника, в Центре управления полётами космических аппаратов под Москвой была признана именно та, которую поставил на карту студент III-го курса, а позже - профессор физического факультета УжНУ Илья Алексахин. Так началась более 50-ти лет назад славная история единственного в Закарпатье научного подразделения, связанного с космической тематикой.

В тот год небольшой областной центр, расположенный на самом крайнем западе СССР, к началу зимы переживал настоящий космический бум. На горе Кальвария, что находится на северной окраине города, собирались сотни людей посмотреть на быстролетящую звезду. Многие студенты местного университета хотели участвовать в наблюдениях с помощью специальных астрономических трубок, которые выставляли около заброшенной церкви студенты-физики под руководством своего преподавателя Матрёны Васильевны Братийчук. Но трубок и секундомеров на всех не хватало. Накануне запуска первого ИСЗ сюда завезли около 10 таких трубок, а профессионально подготовленных Матрёной Васильевной наблюдателей было значительно больше.

Полтора месяца подготовки к наблюдениям (проводилась в секретном режиме), дали свои блестящие результаты. Уже во время первого наблюдения ужгородские студенты зарегистрировали два быстро летящих небесных объекта. Первый был практически невидим невооруженным глазом, второй значительно ярче. Не имея ни малейшего представления, почему летят два объекта, и который из них спутник. Молодые наблюдатели профессионально зафиксировали оба. Братийчук М. не побоялась взять на себя ответственность и срочной кодированной телеграммой направила в Центр координаты обоих объектов. Там сначала не поверили. Просили новых уточнений. И только когда присутствие двух объектов на орбите подтвердили пулковские астрономы, авторитет которых доныне непререкаем в астрономическом мире, в Ужгород из Москвы пришла поздравительная телеграмма и благодарность за высокоточные результаты наблюдений, как оказалось - спутника и его ракеты. Если о следовании спутника в Центре слежения знали по его радиосигналам, то о месте пребывания отделившейся ракеты там поначалу собственная информация отсутствовала.

С тех пор точность и ответственность молодого коллектива стали его визитной карточкой. Успехи ужгородцев были отмечены в Москве. На станцию наблюдений по несколько раз приезжали академики М.Келдыш и Л.Арцимович. Была тогда у первых лиц государственного масштаба такая «слабость», самим знакомиться с реальным состоянием дел даже в наиболее отдаленных уголках страны.

Оценив уникальное географическое расположение пункта наблюдений и уровень подготовки местных кадров, М.Келдыш поддержал не только решение о выборе места расположения станции, но и всячески содействовал расширению её функциональных возможностей. Через некоторое время, с подачи академика, Постановлением ГКНТ при Совете Министров СССР на месте пункта наблюдений была открыта Лаборатория космических исследований с научным персоналом в 20 человек с соответствующим фондом заработной платы и финансированием закупки специального оборудования. Это решение Москвы в самом университете было воспринято неоднозначно. В то время, как городские власти выделили под павильоны и лабораторные помещения довольно солидную территорию и заброшенную римо-католическую церковь на горе Кальвария, заботы столичных учреждений вызывали в университете неудовольствие, а порой и гнев. Особенно досаждали щедрые финансовые потоки. Но открыто препятствовать работе нового коллектива под патронатом М.Келдыша руководство вуза осмеливалось. По-видимому, в Ужгороде тогда никто не знал, что повышенное внимание молодому коллективу ЛКИ уделяет не только Президент АН СССР, но и Главный теоретик советской космонавтики, и председатель межведомственного научно-технического совета по космическим исследованиям при АН СССР.

К концу 1957 года на территории СССР для контроля над полетами ИСЗ было открыто несколько десятков станций, ведущих наблюдения в оптическом диапазоне. Но только три из них (Рижская, Звенигородская и Ужгородская) выросли в мощные научно-исследовательские подразделения космического направления с тематикой, которой прежде не занимался ни один астрономический коллектив мира.

Главным вдохновителем и столбовым стержнем деятельности Лаборатории была на протяжении 43 лет её несменный руководитель Матрёна Братийчук. С этим именем связано не только развитие этой неординарной обсерватории на Украине, но и становление науки астрономии на Закарпатье. После окончания физического факультета, а потом и аспирантуры по специальности «Астрофизика» Киевского госуниверситета, Матрёна Васильевна начала с июля 1956 года свою трудовую деятельность преподавателем физики в Ужгородском госуниверситете. Как единственному в Ужгороде подготовленному астроному, ей и предложили организовать здесь оптические наблюдения рукотворных космических тел, чему она в будущем посвятила всю свою жизнь.

Осенью 1958 г. с Центра направляют в помощь М.В.Братийчук выпускницу физического факультета Ленинградского университета Г.В.Москалёву, которая быстро освоилась в местном студенческом коллективе. В последующие годы основной опорой для М.В.Братийчук всегда была молодёжь. Матрёна Васильевна умела передать свое восхищение красотой звездного неба и азарт охотника в погоне за быстролетящими небесными телами многим своим ученикам. Бывало, этот азарт так увлекал наблюдателей, что они даже в сильные морозы не замечали, как пролетала ночь. И только днем с удивлением отмечали один у другого обмороженные брови от длительного соприкосновения с окулярами специальных фото- и визуальных камер.

На всех этапах своего существования штат лаборатории был укомплектован более чем на 90%, выпускниками физического факультета УжНУ, практически её учениками. А за более чем 40 лет специализацию «Астрофизика» в УжНУ приобрели около 430 выпускников. Среди них директор самой крупной на сегодня в России обсерватории, член-корреспондент РАН Ю.Ю.Балега и член-корреспондент НАНУ, сотрудник Главной астрономической обсерватории Украины Р.И.Костик.

Под руководством М.В.Братийчук коллектив ЛКИ прошел путь от проведения самых простых визуальных наблюдений до сложных комплексных и лазерных наблюдений ИСЗ, с последующим использованием собственных методик обработки и интерпретации полученных результатов, с дальнейшим внедрением результатов в решение фундаментальных и прикладных научных задач. Именно в Ужгороде в 1972 году была впервые на территории СССР проведена совместная с французскими специалистами лазерная локация ИСЗ, а в 1978 г. осуществлены первые наземные поляризационные наблюдения.

Контроль движения космических аппаратов во всех космических странах ведется радиотехническими средствами (РЛС-ками). Они позволяют осуществлять такой контроль при любой погоде, в любое время суток. В этом их огромное преимущество. Но даже в наше время всеохватывающий контроль своих, чужих, управляемых и неуправляемых объектов осуществляют лишь некоторые страны, поскольку для этого нужны мощные радиолокаторы. Но и они не в силах взять полностью под контроль так называемую геостационарную орбиту, где на высоте 36000 км, размещены уже тысячи задействованных и нерабочих спутников связи, навигации, телекоммуникаций, военного и научного предназначения. Кроме этого локаторы используют относительно длинную радиоволну и часто не удовлетворяют повышенным требованиям к точности определения положения космического объекта, распознавания его поверхностной структуры, отождествлений ИСЗ при его маневре на орбите, оценки нештатной с ним ситуации на орбите. Вот эту информационную нишу и заполняют оптические наблюдения.

При этом спутники не требуется облучать, поскольку их подсвечивает Солнце. Длина волн света на несколько порядков меньше радиоволн, а значит, оптические наблюдения при определении положения ИСЗ более точны. Свет является непревзойденным анализатором поверхности, от которой он отражается. Используя различные приспособления, известные физикам, можно много узнать о той же форме спутников, их поведении на орбите, состоянии отдельных фрагментов поверхности объекта. Но такие наблюдения можно проводить только в безоблачную ночь. Это их основной недостаток. Поэтому службы космического контроля ведущих космических держав объединяют оба вида наблюдений.

Уже в 60-е годы прошлого века стали вырисовываться новые перспективы использования позиционных наблюдений ИСЗ для решения целого ряда задач геодезии, геодинамики, геофизики, физики земной атмосферы. Но для этого нужна была точность определения положения ИСЗ на два порядка выше, чем могли обеспечить РЛС-ки. В Советском Союзе для таких задач разработали специальную спутниковую камеру АФУ-75. Изготовленный в Риге аппарат под номером 2 заработал в Ужгороде уже в 1966 году.

С тех пор ЛКИ стали включать от имени СССР во все международные программы, связанные с оптическими наблюдениями ИСЗ. Достигнутая по результатам таких наблюдений точность определения местоположения пункта на Земле 6 метров, позволила тогда ученым разных стран, наконец, установить реальную форму нашей планеты. Изучение подвижек земной коры и материков требовали еще большей точности наблюдений спутников. На помощь ученым пришла лазерная локация спутников, которая позволила определять положение пунктов на Земле с точностью уже порядка сантиметров. И первая лазерная локация космических аппаратов с территории СССР была успешно осуществлена, как уже упоминалось раньше, в рамках советско-французского эксперимента в ЛКИ УжНУ с использованием французского лазерного дальномера. Когда отечественная промышленность в начале 80-х годов выпустила первую партию лазерных дальномеров ЛД-2, один из них получил ужгородскую прописку. А когда Министерство образования Украины закупило в начале 90-х годов несколько мощных телескопов диаметром 1 м под лазерные дальномеры третьего поколения, снова один из них был установлен в загородном пункте наблюдений ЛКИ, размещенном в 15 км на восток от Ужгорода.

В настоящее время глобальная космическая позиционная система GPS (США) позволяет определять положение приемной антенны на земной поверхности с точностью 3-5 мм. Таких пунктов в лаборатории два – на крыше основного корпуса в Ужгороде и в загородном пункте Дереновка. Оба они входят в Международную геодезическую систему ITRF как базовые и обеспечивают данными государственную службу времени Украины. Такого же порядка и точность определения расстояний между антеннами, размещенными на базовых пунктах наблюдений в Европе.

Например, расстояние между антеннами в Ужгороде и Потсдаме (Германия) равно 774959.453 м. В западном регионе Украины станция такого уровня, как в УжНУ - единственная. Осенью 2010 года, благодаря выделенному одноразовому финансированию Академии наук Украины, осуществлена её модернизация. Установлено новое оборудование и программы, расширены функциональные возможности ЛКИ. Если раньше с Ужгорода велись наблюдения космических объектов только американской навигационной системы „Навстар”, то в этом году они охватывают уже и российскую – „ГЛОНАСС”. Путь от точности в 6 м к точности 3 мм – только один из примеров работы коллектива станции.

Установление в первой половине 70-х годов прошлого столетия мощной спутниковой фотокамеры немецкого производства СБГ и своевременная разработка специальных методик позволили коллективу ЛКИ более 15 лет, практически до 2002 года, оставаться на ведущих позициях созданной в советское время сети наблюдений геостационарных спутников (ГСС). За это время ужгородцами было определено около 15 тысяч положений разных по назначению ГСС с самой высокой на то время точностью и оперативностью. И это при том, что ужгородцам вменялось контролировать только западное от Москвы крыло геостационарной орбиты.

Трудно забыть гордость, которая царила в коллективе, когда потерянный Центром управления советский спутник, при его переводе из района Тихого океана на новое место, был обнаружен нами над западными окраинами Африки. Или, зафиксированный нашими наблюдателями, перевод американцами своего геостационарного ИСЗ из зоны Атлантического океана на долготу Кувейта накануне боевых действий между ними и Ираком, выдав истинное предназначение этого аппарата на орбите. С 2002 года в наблюдениях ГСС возникла вынужденная пауза в связи с переходом во всем астрономическом мире на новые электронные приёмники излучения, которых в ЛКИ в то время не было.

Матрёна Васильевна в первую очередь считала себя физиком, а потом уже астрономом. В беседах с учениками не раз подчеркивала, что охватить такую обширную тематику коллективом удалось, наверное, потому, что в подавляющем большинстве сотрудники Лаборатории имели образование физика, которое открывает перед учёным широкий выбор исследований. В принципе физик не может зацикливаться на чем-то одном.

Всё возрастающее число запускаемых ИСЗ усложняет контроль за их движением и увеличивает вероятность возникновения аварийных ситуаций на орбитах. Актуальной стала и проблема распознавания искусственных космических объектов. Решить эти проблемы в США и СССР, в какой-то мере, попробовали с помощью фотометрических методов, хорошо известных астрофизикам. Фотометрия – это регистрация изменения блеска космических объектов и установление причин обнаруженных его изменений. С помощью одесских астрофизиков в начале 70-х годов в ЛКИ был изготовлен специальный спутниковый электрофотометр, а позднее ещё один – уже колориметр – в сотрудничестве с московскими специалистами. Буквально за несколько лет ужгородцы вышли на передовые рубежи в области электрофотометрических наблюдений ИСЗ и их всесторонней интерпретации. За 35 лет в каталог ЛКИ вошло белее 2,5 тысяч записей изменения блеска около 180 ИСЗ. Разработанные в коллективе методики и соответствующие программы определения ориентации, периода собственного вращения, элементов орбиты неуправляемого ИСЗ позволили установить для более 50-ти космических объектов динамические и поверхностные характеристики. Более 30-ти объектов полностью идентифицированы. Среди них, например, ИСЗ американской системы «Тирос-N», «Феррет» двух поколений, «Лакросс», «Спот» французской системы и многие другие. Такие наблюдения с Центра оплачивались сотнями тысяч рублей, которые местным руководством распределялись на нужды всего университета.

Вспоминаю, как неоднозначно воспринималось наше описание катастрофы, которая произошла с американским спутником «Пагеос». Этот объект, диаметром более 30 метров, вдруг исчез с поля зрения наблюдателей. Через пару месяцев его обнаружили на измененной орбите, более слабым с длинной цепочкой осколков. Результаты исследований остатков «Пагеоса» были вынесены на защиту кандидатской диссертации, где описывалась не только картина разрушений ИСЗ, но и доля потерянной спутником массы. Защита прошла успешно. Позднее, в английских публикациях, появились списки расстрелянных американцами своих спутников, которые были выбраны в качестве мишеней. Среди них числился «Пагеос». В одной из публикаций указывалось количество потерянной им массы. Совпадения с нашими результатами находились в пределах одного килограмма.

В сентябре 1983 года начал срываться советско-болгарский научный эксперимент по лазерной локации ИСЗ «Интеркосмос-Болгария 1300». Посланные лазером импульсы перестали возвращаться от специальных отражателей на спутнике к наблюдателям на всех станциях. В ЛКИ, по собственной инициативе, параллельно с лазерными измерениями проводились фотометрические наблюдения объекта. После 3-х проводок аппарата стало ясно, что он развернут на орбите на 90, а это означало, что отражатели земному наблюдателю не видны. Вскоре спутник снова стал нормально отражать лазерные импульсы, заняв прежнюю ориентацию относительно центра Земли. Обнародованные на одной из всесоюзных конференций наши результаты вызвали бурную дискуссию. Участники лазерного эксперимента не могли поверить, что переориентация объекта делалась специально, и никто не посчитал нужным их об этом предупредить. И только в конце конференции представитель одного столичного института в узком кругу признал, что 1,5 месяца спутник действительно был переориентирован военными, так как они проводили с его участием секретный эксперимент. С тех пор скептицизм, который витал даже в ЛКИ относительно разработанной нами методики распознавания поведения ИСЗ на орбите, резко уменьшился.

Можно также вспомнить об участии коллектива в оценке нештатной ситуации на орбите, в которой оказалась одна из советских станций «Салют». Собранная космическим Центром информация позволила направить к станции экипаж космонавтов во главе с Джанибековым, состыковаться с ней и привести ее в «чувство». А сколько еще было таких примеров! Но приведу последний. Летом 2010 года прервалась связь с египетским спутником «Египтсат», который был изготовлен украинскими конструкторами в КБ «Южное». Радиосредства не смогли разобраться в возникшей ситуации. Тогда разработчики обратились к фотометристам. Буквально, после нескольких удачных записей изменения блеска этого ИСЗ и их оперативной обработки в ЛКИ УжНУ в Днепропетровск ушла чёткая картина происходящего, что помогло конструкторам установить причину необычного поведения спутника и достойно „разрулить” перед египтянами возникшую проблему.

Одно лишь „разруливание” таких нештатных ситуаций с лихвой покрывает финансовые затраты на содержание нескольких научных коллективов, к которым относится и наш небольшой отряд. В стране, которая себя именует космической державой, такие подразделения должны существовать, как пожарная служба или отряды МЧС. Они не задействованы ежедневно, но их надо постоянно держать в боевой готовности. Этого пока не хотят понимать в нашем национальном космическом ведомстве. Причина отговорки одна – не хватает средств, потерпите до лучших времен.

Работать с полной отдачей было нелегко и в те, уже далёкие годы. Не все молодые сотрудники выдерживали установленный режим работы. Продолжительные ночные наблюдения даже в выходные и праздничные дни без каких-либо существенных компенсаций приводили к переутомлению, ошибкам и, соответственно, раздражению, обидам и даже увольнениям. Поблажек не было никому. Зато щедро финансировались командировки, научные конференции и семинары, не жалели средств на приобретение оборудования, наглядных материалов.

С распадом СССР всё это ушло в прошлое. Резкое уменьшение финансирования на научные исследования, смена в Украине их приоритетов, привели к сокращению коллектива почти на две трети. Пришлось менять акценты в тематике ЛКИ, стараясь сохранить хотя бы основные научные направления. Меньше стало наблюдений, но больше новых методических, программных и теоретических разработок. Уже за годы независимости Украины в Лаборатории был разработан метод оценки величины возмущений, что действуют на конкретной высоте на ИСЗ, по результатам анализа изменений в собственном вращении и ориентации неуправляемых ИСЗ. Использование данного метода позволило провести оценку относительных изменений солнечной постоянной на 11-летнем цикле по точности одного порядка с дорогостоящими измерениями солнечного излучения с борта космических аппаратов. Эффективность метода подтвердили результаты наблюдений на 22-летнем интервале японского ИСЗ «Аджисай». На их основе в ЛКИ открыто сверхтонкое взаимодействие между собственным вращением этого ИСЗ и влиянием на верхние слои земной атмосферы солнечного излучения.

Параллельно с этими исследованиями разработаны математические и программные основы оценки изменений в элементах орбиты геостационарных спутников под действием солнечного прямого и отраженного от поверхности Земли излучения. Ведутся расчеты вероятности столкновений на орбите действующих ГСС с уже не управляемыми.

За время независимости Украины самыми тяжелыми для коллектива Лаборатории оказались 2001 и 2002 годы. Смерть М.В. Братийчук и ведущего специалиста А.Г.Кириченко. Злоумышленники, проникнув в павильон метрового телескопа, похитили электронную часть системы управления телескопом и регистрации лазерного луча. Городские власти развернули длительную атаку (с согласия некоторых руководителей университета), с целью отчуждения части территории лаборатории на горе Кальвария под застройку частных вилл. Делались попытки закрыть специализацию «Астрофизика», уменьшить и так скудное финансирование, проводилось зондирование по передаче метрового телескопа в Киев. Такой массированной атаки на Лабораторию не было за всё время её существования. Два года постоянной борьбы за выживание. Казалось, что Лаборатория доживает последние дни. Но ядро коллектива выстояло. Помогала поддержка деканата физического факультета, научной части университета, коллег. С помощью одесских друзей было восстановлено управление метровым телескопом. На основе бартера специалисты города Николаева помогли возродить в 2009 году позиционные наблюдения низкоорбитальных объектов с использованием нового приемника излучения.

Поверили в нас и российские коллеги, выделив специальную аппаратуру, на базе которой в 2010 году в Ужгороде снова развернуты наблюдения геостационарных объектов в автоматическом режиме с использованием современного электронного приемника излучения, который повысил разрешающую способность комплекса, по сравнению с фотокамерой СБГ, в 7 раз. Защищена территория Лаборатории и сохранена специализация. В коллектив влились три молодых сотрудника, возродив надежду на будущее Лаборатории. Возобновились встречи с российскими коллегами. Продолжает нас финансово поддерживать Министерство образования и науки Украины. И надо отдать ему должное, как и руководству Ужгородского национального университета. За годы независимости только они продолжали нас худо-бедно финансировать. Если бы коллектив в лучшие времена своего существования поддался финансовым соблазнам, вышел из структуры университета и стал самостоятельным научным подразделением союзного подчинения, как это предлагала Москва, наверное, в настоящее время от Лаборатории не было бы и следа. Как от сотен других подобных научных учреждений. Действительно, неисповедимы пути твои, Господни...

В 80-е годы штат ЛКИ насчитывал 38 человек. Но большинство её побед ковалось, в первую очередь теми, которые в силу своих возможностей, не считаясь со временем, здоровьем, отсутствием материального благополучия оставались фанатически преданными общему делу. Это Галина Москалева, Ирина Швалагин, Святослав Миронюк, Анна Кириченко, Янош Мотрунич, Иван Мотрунич, Константин Кудак, Степан Игнатович, Иван Найбауэр, Тиберий Ласло, Мария Осипенко, Николай Мацко, Иван Горощак, Иван Исак, Владимир Климик, Эльвира Новак, Анна Мацо. Кто-то из них уже отошел в мир иной, стал пенсионером, кто-то перешёл работать в другие организации города. А кто-то, как и прежде, поднимается на гору Кальвария и по вечерам влюбленно всматривается в темное небо, отыскивая взглядом быстробегущие, словно такси на уличных перекрестках, маленькие звёздочки.

И где-то в глубинах Вселенной продолжает свой путь малая планета № 3372. Именно ей навечно присвоено имя лауреата премий Украинской астрономической ассоциации «За выдающийся вклад в развитие астрономии в Украине» и Астросовета АН СССР им. Фиолетовой, отличника системы образования Украины, почётного члена УАА, общества Авиации и Космонавтики, члена Международного Астрономического Союза (МАС), профессора М.В.Братийчук.