РАТАН-600: как работает самый большой радиотелескоп в мире

Наш ответ американцам

Легендарный РАТАН-600 (радиоастрономический телескоп Академии наук диаметром почти 600 метров) начали строить в разгар холодной войны между СССР и США. Незадолго до этого, в 1963 году, американцы поставили в джунглях Пуэрто-Рико самый большой в мире параболический радиотелескоп Аресибо. Диаметр чаши, принимающей и отправляющей сигнал из космоса, составлял 300 метров. Советскому Союзу потребовалось 11 лет, чтобы побить этот рекорд, — в 1974 году заработал РАТАН-600. Диаметр его рефлектора составил 576 метров! Самый большой на планете телескоп должен был не только стать передовым инструментом изучения Вселенной, но и продемонстрировать мощь страны Советов. Обе цели были успешно достигнуты. И только в 2016 году у РАТАНа появился реальный конкурент — на юге Китая, в провинции Гуйчжоу, построили сферический телескоп Тьяньян (FAST) диаметром 500 метров. Так что РАТАН и сегодня, спустя 50 лет после начала работы, остается уникальным научным сооружением, занесенным в Книгу рекордов Гиннесса.

Идеальное небо Карачаево-Черкесии

Места для строительства подобных объектов выбираются очень тщательно. Здесь должно совпасть несколько факторов: погодные условия, прозрачность атмосферы, минимум радиопомех. Все это учли, когда 58 лет назад в Зеленчукском районе Карачаево-Черкесии построили Специальную астрофизическую обсерваторию (САО) Академии наук СССР, где установили оптический телескоп БТА (Большой Телескоп Азимутальный) и радиотелескоп РАТАН-600. Все объекты на момент их создания были самыми большими в мире. Таким образом в Карачаево-Черкесии был создан крупнейший в стране астрономический комплекс, в котором ведется беспрерывное наблюдение за Вселенной.

С виду — огромный стадион

Сверху телескоп напоминает стадион, обрамленный металлическими щитами. В действительности же РАТАН-600 — очень сложная конструкция, состоящая из тысячи отражающих элементов, управляемых несколькими тысячами электроприводов, объединенных десятками километров кабельных сетей. Радиотелескоп состоит из двух отражателей: кругового и плоского. Круговой отражатель — это металлические щиты, которые могут двигаться и наклоняться в разные стороны, в зависимости от азимута, требуемого для наблюдения. Плоский отражатель — это по сути огромное перископическое зеркало, которое при необходимости опускают параллельно земле. Общая площадь объекта — 15 тысяч квадратных метров.

Молитва о мире

У проходной РАТАНа установлен необычный монумент — так называемый Столб мира с призывом прекратить войны. Похожие памятники по инициативе ООН появились по всему миру. «Да воцарится мир на Земле» — так гласит надпись на разных языках. Это послание часто называют молитвой о мире.

Поиск инопланетных сигналов

РАТАН универсален. С его помощью можно заглянуть очень далеко, обнаружить объекты, находящиеся в миллионах световых лет от Земли. Но в то же время с его помощью ученые со всего мира много лет успешно изучают малые и большие тела Солнечной системы, замеряют активность Солнца. Как правило, это совместные с российскими учеными проекты и исследования. Еще одна задача РАТАНа — поиск внеземных сигналов искусственного происхождения, которые могут дойти до нашей планеты. Так что, если мы, земляне, не одни во Вселенной, первыми об этом, скорее всего, узнают здесь, в Нижнем Архызе.

Сотни тысяч исследований

За полвека на РАТАНе проведены сотни тысяч наблюдений. Первое из них состоялось 12 июля 1974 года. А в 80-е с помощью радиотелескопа обнаружили самую далекую радиогалактику, которой, по мнению ученых, 1,3 миллиарда лет. Благодаря многоволновым исследованиям атмосферы Солнца ученые увидели в его радиоспектре особенности, помогающие предсказывать протонные вспышки.

Исследования, проведенные на РАТАНе, позволили сделать открытие, что яркие квазары — потенциальные источники нейтрино.

В ногу со временем

Раньше на РАТАНе все делалось вручную. Операторы выставляли в заданное положение каждый элемент по шести координатам. Это требовало много времени и сил. Но в конце прошлого века была проведена масштабная модернизация системы, удалось автоматизировать большую часть процесса. А с 2020 года РАТАН в рамках нацпроекта «Наука и университеты» вошел в программу по обновлению приборной базы ведущих научных организаций, выполняющих передовые исследования и разработки. Теперь здесь регулярно обновляются приемные системы и элементы антенны радиотелескопа. Это влияет на качество наблюдений и скорость подготовки элементов радиотелескопа к работе. А еще для оперативного предоставления данных наблюдений за Солнцем разработан интернет-ресурс, который в режиме реального времени выполняет сбор и анализ данных. Благодаря модернизации РАТАН, как и раньше, остается одним из ведущих мировых центров наблюдения за космосом.