Звезда по имени Солнце: о совместном проекте «Швабе» и РАН
Магнитные бури как результат солнечной активности отражаются на здоровье людей, влияют на функционирование систем связи, навигации и линий электропередачи. Но полных данных о процессах, происходящих на Солнце, ученые до сих пор не имеют. « Швабе », холдинг Ростеха, и Российская академия наук реализуют масштабный проект, который призван расширить наши знания о Солнце − Национальный гелиогеофизический комплекс.
Погода в космосе
Все практические аспекты науки о связях Солнца и Земли в 1990-е годы ученые объединили в понятие космической погоды. Тогда же в США и других странах были запущены национальные программы по изучению солнечной активности. Реализация проекта Национального гелиогеофизического комплекса позволит российской науке о Солнце перейти на новый уровень развития экспериментальных исследований, а также решать фундаментальные и прикладные задачи в интересах обеспечения безопасности страны и развития новых космических технологий.
В частности, данные, которые ученые получат с помощью инструментов нового комплекса, позволят с высокой точностью оценивать и прогнозировать влияние космической погоды на работу космических аппаратов и различных технологических систем радиосвязи, радиолокации, GPS-ГЛОНАСС и др. В область практических интересов также входит контроль околоземного космического пространства, космических аппаратов и космического мусора. Результаты мониторинга и прогноза космической погоды смогут использовать в своей работе гидрометеорологи, климатологи, медики и другие специалисты.
Центр изучения Солнца
Сегодня крупнейшим научным центром, занимающимся проблемами солнечной активности в нашей стране, является иркутский Институт солнечно-земной физики РАН. При нем существует действующий гелиофизический комплекс, объекты которого расположены от Свердловской области и заполярного круга до Магаданской области. Основные мощности комплекса создавались в 60–80 гг. прошлого столетия и сегодня дополняются новыми радарами. Проект обсуждался еще в советское время, но только в 2013 году было подписано соответствующее постановление правительства РФ.
Фото: isc.irk.ru
Национальный гелиогеофизический комплекс, окончание строительства которого планируется на 2030 год, будет включать в себя несколько крупных объектов. Один из самых важных инструментов, многоволновый радиогелиограф для мониторинга солнечной активности в диапазоне частот 3–24 ГГц, будет построен в поселке Бадары Республики Бурятия на базе самого крупного радиоинтерферометра России – 256-антенного сибирского солнечного радиотелескопа, работающего на частоте 5,7 ГГц. Инструмент планируется построить к концу 2020 года.
Антенны радиотелескопов расположатся в виде трех букв «Т». Ученые планируют исследовать с их помощью разные слои короны Солнца. Радионаблюдения с высоким пространственным, временным и спектральным разрешением дадут возможность разработать надежные методы прогноза, выявлять области конверсии энергии магнитного поля в частицы плазмы, идентифицировать механизмы ускорения электронов, вспышечного нагрева плазмы и процессов переноса энергии в атмосфере Солнца.
Солнечный телескоп-коронограф с диаметром зеркала 3 м будет также расположен в Республике Бурятия. Основной задачей коронографа станет исследование строения солнечной атмосферы с недостижимым прежде разрешением, а также изучение и мониторинг солнечной активности.
Система радаров для мониторинга атмосферы и околоземного космического пространства будет состоять из пяти станций, новых и уже действующих, в Иркутской, Магаданской и Свердловской областях. Комплекс оптических инструментов для исследования свечения ночной атмосферы Земли в широком спектральном диапазоне будет построен в Бурятии.
Мезосферно-стратосферный лидар будет находиться в 250 км от Иркутска в сторону Байкала. В самом Иркутске планируется создать единый центр управления, где будут собираться данные со всех объектов комплекса. Такой широкий разброс элементов необходим для того, чтобы увеличить диапазон сбора информации о космической погоде.
Задачи холдинга
Холдингу «Швабе» в рамках выполнения задания по проекту предстоит не только разработать и изготовить перспективные оптические и радиотелескопы, радиолокаторы и другие уникальные астрономические приборы, но и построить всю необходимую инфраструктуру.
Общая оценочная стоимость проекта − не менее 36 миллиардов рублей. Однако она будет корректироваться по результатам завершения проектных работ по всем объектам. На данный момент уже разработана и принята проектная документация и проведены изыскательские работы по первым объектам комплекса. В соответствии с заключенным контрактом комплекс оптических инструментов и радиогелиограф должны быть введены в 2019-2020 годах, а наиболее сложный объект − большой солнечный телескоп-коронограф − вступит в опытную эксплуатацию в 2030 году.
Первые испытания
Создание объектов первого этапа национального гелиогеофизического комплекса началось в 2019 году. Комплекс оптических инструментов будет построен в течение года рядом с поселком Торы в Бурятии, на территории геофизической обсерватории ИСЗФ СО РАН.
Иллюстрация: ru.iszf.irk.ru
В апреле пройдут испытания новых элементов оборудования для радиогелиографа, созданных на базе предприятий холдинга «Швабе». Специалисты Лыткаринского завода оптического стекла и Института солнечно-земной физики проверят работоспособность СВЧ-аппаратуры, электронной части и систем сбора, обработки и передачи данных. Испытания пройдут в Тункинском районе Бурятии. В рамках испытаний ученые намерены подтвердить достоверность прохождения тестового сигнала. В случае их успешного завершения электронные элементы будут запущены в серийное производство.
Национальный гелиогеофизический комплекс – один из крупнейших проектов в современной российской науке. Результаты работы комплекса будут иметь мировое значение. Предприятия Ростеха обладают всеми необходимыми компетенциями и современной производственной базой, чтобы в сотрудничестве с РАН и другими подрядчиками реализовать этот сверхсложный, масштабный проект в заданные сроки.
События, связанные с этим
Лазерный микроскоп МИМ-340: увидеть живую клетку
Облакомер: дотянуться до облаков
Звезда по имени Солнце: о совместном проекте «Швабе» и РАН
Дифракционная решетка: как это работает
Неонатальное оборудование «Швабе»: детские жизни – в приоритете
Источник
Институт по имени солнце
Состав лаборатории — около 30 человек.
Дневник
10.06.2021
Частичное солнечное затмение можно будет наблюдать сегодня на территории России
Частичное солнечное затмение, то есть ситуацию, когда Луна проходит по краю Солнца и скрывает лишь его часть, можно будет наблюдать сегодня на значительной части территории нашей страны. Это первое из двух затмений этого года. Следующее, оно же последнее, затмение в этом году произойдёт 4 декабря. К сожалению, наблюдать как полную, так и частичную фазу затмения в декабре сможет лишь население самых южных областей Земного шара. Наилучшие условия наблюдения будут в Антарктиде.
Частичное солнечное затмение можно будет наблюдать сегодня на территории России
02.06.2021
Распространяющиеся сообщения о крупном облаке плазмы, движущемся к Земле, являются недостоверными
Целая серия сообщений о необычно крупном облаке плазмы, движущемся к Земле, была распространена вчера, 1 июня 2021 года, целым рядом средств массовой информации, включая крупные государственные СМИ. Вот лишь некоторые заголовки и фрагменты сообщений: «Землю накроет выброшенное с Солнца облако плазмы», «Ученые отметили, что данный выброс станет самым ярким и быстрым из зафиксированных в новом 25-м солнечном цикле», «Выброшенное Солнцем гигантское облако плазмы накроет Землю 1 июня» и иные. Источником информации, на который ссылаются почти все СМИ, является зарубежный сайт SpaceWeather.com. Указанные сообщения достигли такого масштаба, что стоят того, чтобы их прокомментировать.
Распространяющиеся сообщения о крупном облаке плазмы, движущемся к Земле, являются недостоверными
Новости астрономии
20.02.2021
Американский марсоход высадился на Красной планете
Американский ровер Perseverance успешно высадился на Марсе. Посадка марсохода длилась около семи минут. Все операции во время нее осуществлялись в автоматическом режиме.
18.02.2021
Найдены способные выжить на Марсе организмы
Ученые Бременского университета в Германии нашли микроорганизмы, которые могут расти и развиваться в марсианской атмосфере. По словам исследователей, на основе цианобактерий, или сине-зеленых водорослей, можно создать системы жизнеобеспечения для людей, которые будут жить на поверхности Марса.
16.02.2021
Астрономы нашли сотовую структуру внутри Крабовидной туманности
Астрономы при помощи наземного телескопа CFHT построили трехмерную модель Крабовидной туманности. Оказалось, что этот остаток сверхновой обладает внутренней структурой, похожей на соты. Крабовидная туманность, находится на расстоянии 6,5 тысячи световых лет от Солнца, в созвездии Тельца. Это остаток от взрыва сверхновой в 1054 году.
Космическая погода
Магнитные бури за последние 24 часа:
Произошла магнитная буря уровня G1 (слабая)
Источник
Институт по имени солнце
Физический институт имени П.Н.Лебедева Российской академии наук является одним из крупнейших и, по-видимому, старейшим научно-исследовательским центром России. Как современный полифизический институт ФИАН был основан выдающимся физиком-оптиком и организатором науки академиком С.И.Вавиловым в 1934 году. Широкая тематика исследований, охватывающих практически все направления физики, обусловила нынешнюю структуру ФИАН, включающую шесть научных отделений, приравненных в основных направлениях к научно-исследовательским институтам РАН.
СОСТАВ И СТРУКТУРА
На июль 2020г., коллектив института насчитывает 1279 человек, из них 800 научных сотрудников, 24 члена РАН, 243 докторов наук и 491 кандидатов наук. Институт имеет филиалы в Троицке, Самаре, Протвино, Алма-Ате, радиоастрономические обсерватории в Пущине и Калязине, лабораторию в Долгопрудном.
Ежегодно научными сотрудниками ФИАН публикуется около 20 монографий, примерно 1500 статей в российских и зарубежных журналах, печатаются доклады, представляемые на конференциях.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ФИАН вправе гордиться достижениями своих ученых, удостоенных Нобелевских премий (И.Е.Тамм, П.А.Черенков, И.М.Франк, Н.Г.Басов, А.М.Прохоров, А.Д.Сахаров, В.Л.Гинзбург). Работы сотрудников ФИАН внесли впечатляющий вклад практически во все области современной физики. С именами ученых, работавших в институте, связаны многие важные результаты и открытия:
- Комбинационное рассеяние; рассеяние Мандельштама–Бриллюэна; закон Вавилова; формула Левшина–Перрена; уровни Тамма; метод Хартри–Фока; принцип автофазировки; эффект Вавилова–Черенкова; эффект Франца–Келдыша; выдающийся вклад в теорию сверхпроводимости; идея обменной природы ядерных сил; концепция мюонного катализа ядерных реакций; объяснение происхождения барионной асимметрии Вселенной; концепция суперсимметрии;
- Основы управляемого термоядерного синтеза и термоядерного оружия; принцип инерциального (лазерного) термоядерного синтеза; концепция гибридного ядерного реактора; нейтронно-физические исследования;
- Формулировка нового принципа генерации электромагнитных волн, создание мазеров и оптических квантовых генераторов, фундаментальные и прикладные работы в области лазеров для гражданского и оборонного применения (полупроводниковые инжекционные лазеры, электроионизационные, эксимерные, химические лазеры, фотодиссоционные лазеры с накачкой излучением открытого разряда и ударной волны;); лазерные установки для сферического сжатия и нагрева плазмы; лазерные стандарты частоты; лазерная локация Луны; применение лазеров для зондирования атмосферы и контроля озонового слоя Земли;
- Явление самофокусировки световых пучков в нелинейной среде; эффект обращения волнового фронта света; метод внутрирезонаторной спектроскопии;
- Исследования элементарных частиц с помощью камеры Вильсона; принцип регистрации ядерных частиц – пузырьковая камера; исследования космических лучей на высокогорных станциях, аэростатах, космических аппаратах и нейтринных станциях на Кавказе; предсказание и обнаружение переходного излучения;
- Теория раздувающейся Вселенной; основополагающие результаты в области радиоастрономии; открытие сверхкороны Солнца; обнаружение радиолиний высоковозбужденных атомов водорода и других элементов межзвездной среды; обнаружение поляризации радиоизлучения Крабовидной туманности; первые каталоги радиоисточников в сантиметровом диапазоне волн; исследования пульсаров и межпланетной плазмы; обнаружение гигантских радиоимпульсов пульсаров; создание радиоинтерферометров со сверхдлинной базой; исследования радиоизлучения скоплений галактик; обнаружение радиоизлучения рентгеновского пульсара;
- Открытие сегнетоэлектрического состояния титаната бария; участие в разработке отечественных транзисторов; предсказание, обнаружение и исследование электронно-дырочной жидкости; разработка и создание сверхбыстродействующих устройств наноэлектроники на основе туннельно-резонансных гетероструктур.
НАИБОЛЕЕ ЗНАЧИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ ФИАН
Среди научных отделений ФИАН (в основном четко ориентированных тематически) выделяется Отделение теоретической физики, сотрудники которого работают практически во всех областях физики. В работах ветерана Отделения, Нобелевского лауреата В.Л. Гинзбурга предсказано существование термоэлектрических явлений в сверхпроводниках, развита феноменологическая теория сегнетоэлектрических явлений, создана феноменологическая теория сверхпроводимости и сверхтекучести жидкого гелия, разработана теория распространения радиоволн в плазме – таков далеко не полный перечень результатов, полученных одним человеком.
Сотрудники Отделения занимаются фундаментальными вопросами квантовой теории поля и теории суперструн. В частности, в рамках этого направления развита функциональная формулировка квантовой теории поля и квантовой статистики (Е.С.Фрадкин), построены универсальные методы квантования калибровочных теорий (И.А.Баталин, Г.А.Вилковыский, И.В.Тютин, Е.С.Фрадкин), развита теория калибровочных полей высших спинов (Е.С.Фрадкин, М.А.Васильев).
В конце 1950 – начале 1960-х годов Л.В. Келдыш выполнил серию фундаментальных работ по межзонному упругому и неупругому туннелированию носителей в полупроводниках, что сразу принесло ему мировую известность. Л.В. Келдыш впервые предложил использовать пространственно-периодические поля для формирования искусственных спектров кристаллов из-за вызванных такими полями дополнительных брегговских отражений. В дальнейшем эта идея реализовалась в создании искусственных сверхрешёток. Одно из предсказанных им явлений – сдвиг края поглощения в кристаллах в электрическом поле – назвали «эффект Франца–Келдыша». Большое значение для лазерной физики имела разработанная Л.В. Келдышем теория многофотонной ионизации атомов в поле интенсивной электромагнитной волны.
В 2001–2010 годах в Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца Отделения оптики ФИАН выполнен цикл работ по космическим исследованиям активных процессов на Солнце в максимуме и на фазе спада солнечной активности. Исследования проводились с помощью разработанных в Лаборатории комплексов аппаратуры СПИРИТ и ТЕСИС, работавших на борту солнечных обсерваторий серии КОРОНАС. Многие приборы в составе этих комплексов до сих пор не имеют аналогов в солнечной рентгеновской астрономии. Всего на Землю в результате проведенных экспериментов поступило более миллиона новых изображений и спектров Солнца, а также несколько десятков часов видеоматериалов.
ФИАН выполняет большой объем экспериментальных работ в ЦЕРН на Большом адронном коллайдере (БАК). ATLAS – один из двух самых крупных экспериментов на БАК, которые нацелены на изучение фундаментальных свойств материи при сверхвысоких энергиях. Для эксперимента ATLAS специалистами ФИАН в сотрудничестве с другими российскими и зарубежными группами создан трековый детектор переходного излучения TRT.
Разработанный группой сотрудников ФИАН Полностью Автоматизированный Измерительный Комплекс (ПАВИКОМ) используется для высокотехнологичной обработки данных, получаемых в экспериментах с использованием эмульсионных и твердотельных трековых детекторов, в ядерной физике, физике космических лучей и физике высоких энергий. По своим возможностям он не имеет аналогов в России и применяется в экспериментальной работе не только ФИАН, но и других российских лабораторий и институтов. ПАВИКОМ официально аккредитован как участник международного эксперимента OPERA. Кроме того, по инициативе В.Л. Гинзбурга были начаты исследования по поиску высокоэнергичных ядер сверхтяжелых элементов в составе космических лучей. Это направление исследований принадлежит к числу наиболее значимых и актуальных задач современной ядерной физики и астрофизики. В настоящее время выполняются исследования треков ядер в кристаллах оливина из метеоритов.
В ФИАН также разрабатываются три крупных космических проекта: «Радиоастрон», «Миллиметрон» и «ГАММА-400»
ФОРМИРОВАНИЕ НОВЫХ НАУЧНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ НА ОСНОВЕ НАУЧНЫХ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ И КАДРОВ ФИАН
Источник