23:35Пт, 09 декабря 2016
8
6˚C
63.39
68.25

Информационное
агентство «Камчатка»

Автор:

Олеся Сурина

Космическая романтика ИКИР

6 августа 2014, 12:13

Фото: информагентство "Камчатка"

В гости к камчатским космофизикам мы собирались давно, но что будет настолько интересно, даже не предполагали: мы слушали звуки Земли, говорили о климатическом оружии, Тунгусском метеорите, космической погоде и серебристых облаках. Впрочем, обо всём по порядку.

Институт космофизических исследований и распространения радиоволн Дальневосточного отделения Российской академии наук (проще говоря, ИКИР ДВО РАН) существует на Камчатке с 1987 года. Он создан на базе ионосферной и магнитосферной обсерваторий, которые располагались в селе Паратунка с 1960-х годов.

 

В память о начальнике первой геофизической обсерватории Борисе Дымичеве на фасаде ИКИР установлена памятная доска.

 

На Дальнем Востоке несколько подразделений ИКИР: в Хабаровске (с. Забайкальское), в Магадане (п. Стекольный), на побережье Северного Ледовитого океана (п. Мыс Шмидта) и на Сахалине (п. Ключи). Головное подразделение находится на Камчатке: в селе Паратунка Елизовского района на ул. Мирной, 7.

 

Основные научные направления ИКИР:

  • физика солнечно-земных связей;
  • фундаментальные проблемы распространения радиоволн;
  • радиофизические и акустические методы диагностики окружающей среды.

 

Экскурсию по территории ИКИР для нас устроил ведущий научный сотрудник Института космофизики, кандидат физико-математических наук Сергей Смирнов.

Сергей Эдуардович родился на Камчатке. По образованию астроном, учился в двух университетах: в московском (МГУ) и уральском (УрГУ). С ИКИР работает с 1992 года. В Москве защитил кандидатскую диссертацию, сейчас готовит докторскую на тему: «Влияние геофизических и космических факторов на электрическое поле Земли».

 

Перед нами ионосферная станция. Это самый первый павильон на территории Института, построен в конце 1960-х годов. В его честь названа автобусная остановка рядом с ИКИР.

 

Здесь ученые исследуют солнечно-земные связи. Рядом расположены антенна-излучатель и антенна-приемник. В этом же здании размещен легендарный лидар. Об этой лазерной установке, луч которой достигает высоты 300 километров, мы расскажем чуть позже.

 

Комплексной геофизической обсерваторией «Паратунка» ИКИР ДВО РАН заведует магнитолог Сергей Хомутов.

 

На экране компьютера ученого — исследования магнитного поля Земли. Сюда стекается информация с датчиков, расположенных на территории института. «Задача нашей обсерватории — получение данных, которые будут обрабатываться другими нашими коллегами», — рассказывает Сергей Юрьевич.

 

Сами измерительные приборы находятся примерно в 200-х метрах от ионосферной станции. «Магнитные павильоны специально устанавливались вдалеке от городов и дорог, чтобы уберечь данные исследований от антропогенного влияния», — поясняет магнитолог.

 

Сам Сергей Юрьевич приехал на Камчатку 1,5 года назад из Новосибирска. По профессии он астроном, учился в Харькове. Магнитологией занимается с 2000 года.

 

На этой фотографии датчик электрического поля Земли и технический павильон, где установлена регистрирующая аппаратура.

 

Павильон для абсолютных магнитных наблюдений ученые в шутку называют «домиком на курьих ножках». На самом деле этот павильон самый важный в обсерватории, её сердце.

 

Необходимость поднять строение на опоры возникла из-за обилия снега зимой: сугробы здесь выше человеческого роста.

 

«Павильон строился из немагнитных материалов: использовали медные гвозди, чтобы не было магнитного влияния и искажения поля Земли, — рассказывает Сергей Хомутов. — Поэтому и печку не поставишь, а зимой здесь холодно (люди вынуждены по несколько часов проводить измерения), приходится утепляться подручными средствами: одеялами завешиваемся».

 

Все приборы стоят на отдельных постаментах. Они тоже немагнитные: сооружение собрано из стандартных стеклоблоков.

 

Это магнитометр. С его помощью и определяют характеристики магнитного поля. Прибор представляет из себя теодолит, но не совсем стандартный. Все его стальные детали заменены на медные и латунные, которые не имеют магнитного эффекта. Теодолит произведен в России (в Екатеринбурге), во Львове его переделали в немагнитный.

 

Этот магнитометр канадский.

 

А этот английский.

 

Корреспондент: Это дорогостоящее оборудование?

Сергей Хомутов: Да, все эти приборы дорогостоящие, потому что уникальные. Массово не тиражируют их. Теодолиты вообще серийно никто не делает. Стоимость их от 1 миллиона рублей и больше.

А срок службы у них какой?

Нет ограничения в этом. Просто нужно менять вовремя детали и всё.

На Камчатке есть магнитная аномалия?

Еще не изучал этот вопрос. Я так понимаю, что серьезные исследования на эту тему и не велись. Всё впереди.

А кроме ИКИР куда поступают полученные вами данные о магнитном поле Земли?

Данные уходят в Институт физики Земли (г. Потсдам, Германия), в институт Информационных и Коммуникационных технологий (Япония – National Institute of Information and Communications Technology (NICT), а также в Intermagnet (г. Эдинбург, Шотландия). ИКИР — единственный институт в России три обсерватории которого являются членами этой международной организации. Обсерватория «Паратунка» вошла в эту сеть в октябре 2013 года.

Почему это так важно?

Это означает, что измерения — высочайшего качества, на мировом уровне. Мы получили соответствующий сертификат. Результатами измерений обсерватории может пользоваться всё мировое сообщество ученых.

 

«Это прибор для измерения электростатического поля Земли в приземном слое атмосферы, — рассказывает Сергей Эдуардович. — Наша Земля имеет заряд «минус», ионосфера — «плюс». Между ними возникает разность потенциалов и определенная напряженность. К примеру, разность потенциалов на расстоянии 1 метр над уровнем земли составляет 100 вольт в хорошую погоду. Этот датчик и мерит напряженность поля Земли».

 

«Изменение состояния электрического поля Земли связано со многими процессами как глобальными, так и локальными. Мы исследуем, как ведет себя поле в нормальных условиях. Поняв, что такое норма, можно исследовать, что такое аномалии и как поле, к примеру, реагирует на готовящееся землетрясение. Можно определить его предвестники. Мы можем видеть отклик на магнитные бури, на солнечную активность. Мы видим глобальную грозовую активность Земли», — говорит Сергей Смирнов.

 

«Если источником магнитного поля являются процессы внутри нашей Земли (процессы в ядре), то источником электрического поля Земли является мировая грозовая активность. Если бы на Земле не было гроз, то не было бы и разности потенциалов между Землей и ионосферой, тогда этот конденсатор бы разрядился. Именно грозы и заряжают ионосферу положительно, а Землю отрицательно: когда идет гроза, часть молний бьет вниз, часть — вверх. Причём, разные высотные разряды называются по-разному: гномы,  спрайты, эльфы…», — рассказывает ученый.

 

Этот прибор может предсказать грозу?

Предсказать нет, а среагировать может. Косвенно реагирует на давление и, тем самым, на приближение различных циклонов.

Почему на Камчатке гром и молния происходят очень редко?

Потому что холодно: чтобы образовалось грозовое облако, нужны сильные конвективные потоки воздуха. А для этого, в свою очередь, нужны большие градиенты температур. Но земля у нас прогревается слабо, температура с высотой изменяется не так сильно, чтобы возникло конвективное грозовое облако.

 

Прибор произведен в России. Он надежен, работает автономно: данные с него поступают в компьютер, расположенный в техническом павильоне.

 

Идем к общежитию ученых. По пути нам попадается аномально много бабочек. По словам ученых, медведей, к счастью, на территории ИКИР еще не встречали. Зато достаточно много черемши, папоротника и грибов.

«Я десять лет прожил в этом общежитии, — рассказывает Сергей Эдуардович. — Пока с работы до дома дойдешь, можно белых грибов на ужин собрать. Их тут много».

Сейчас общежитие полупустое. Молодые сотрудники предпочитают ездить на работу из Петропавловска.

 

Эта ионосферная антенна произведена в Японии (правда, монтировали её русские ученые). В рамках совместного проекта ИКИР с университетом Кюсю в г. Фукуока (Япония) этот прибор фиксирует изменение длины волн в зависимости от скорости объекта, то есть эффект Доплера. Данные, полученные прибором, поступают напрямую в университет Кюсю, где находится центр исследования солнечно-земных связей. Раз в три года результаты оглашают на конференции в г. Фукуока, куда ездят и камчатские ученые. В марте следующего года представители ИКИР планируют принять участие в конференции, посвященной космической погоде.

 

Кстати, о космической погоде. Камчатские ученые в 2009 году инструментально обнаружили серебристые облака (их еще называют мезосферными). «Они образуются на границе атмосферы с космосом, на высоте около 90 километров. Мы обнаружили их благодаря лидарным исследованиям», — рассказывает Сергей Смирнов.

То есть благодаря лазеру?

Да. Установка стреляет лазером вверх, в отражении лазерного луча мы и увидели серебристые облака. Чаще всего они образуются летом.

Почему назвали эти облака серебристыми?

Их наблюдают до восхода солнца во время утренних или вечерних сумерек. Когда солнце взошло, серебристые облака уже не видны. Поскольку эти образования состоят не из капелек воды, а из кристалликов льда, то они имеют характерный яркий (по сравнению с другими объектами) вид. Поэтому их назвали серебристые облака.

Это научное открытие?

К понятию «открытие» ученые относятся достаточно осторожно. Лучше сказать, что это очень хороший научный результат.

 
(Фотография серебристых облаков над Петропавловском-Камчатским, сделана Николаем Мудрёновым 22 июня 2010 года в 4:40 по камчатскому времени)

С крыши основного здания ИКИР открывается красивый вид на окрестности Паратунки.

Но это не просто смотровая площадка, здесь установлено специальное оборудование для исследования ночного свечения неба. На платформе установлен бокс, в нём цифровая фотокамера с объективом «рыбий глаз», защищенная колпаком из оргстекла.

 

Ширина обзора фотокамеры 160 градусов. Днём от засветки камеру закрывают специальными шторками, чтобы не выгорела. Выдержка — до 40 секунд. Съемка ведется автоматически. Используются различные фильтры.

 

В самом боксе находится аппаратура, которая охлаждает матрицу до – 40 °C. Рабочая температура ПЗС-матрицы очень низкая, потому что она очень чувствительная. При низкой температуре она фотографирует чисто, а тепловой шум исказил бы картинку.

Съемка ведется исключительно ясными безлунными ночами: Луна дает большую засветку. Камера фиксирует процессы, происходящие на высоте от 90 до 300 километров.

 

Вся техника — японская.

 

«Вся полученная информация поступает в компьютер, оттуда данные передают в Нагойский университет (Япония), где ученые исследуют свечение ночного неба, — рассказывает нам ведущий инженер камчатской геофизической лаборатории Сергей Губанов. — Они пытаются проследить взаимосвязь возмущений магнитного поля и этих свечений в атмосфере, стараются проследить какие-то зависимости и на их основе сделать прогнозы сейсмических событий. Другими словами, учёные ведут поиск предвестников землетрясений».

 

«Задача исследовать предвестники землетрясений — естественна, — поясняет Сергей Смирнов. — Мы находимся в активном геодинамическом районе. Фундаментальные задачи у разных лабораторий ИКИР разные: изучаем, как генерируется само магнитное поле Земли, какие процессы происходят в ядре и в мантии».

А разработкой климатического оружия занимаетесь?

Вряд ли человек может создать климатическое оружие. Это моё мнение и мнение большинства геофизиков. Много говорили об установке комплекса HAARP на Аляске. Я недавно вернулся из Америки, по последним данным, этот проект военные передали гражданским, последние — не «потянули»: сейчас HAARP разбирают. HAARP оказался американцам не нужным. А вот российские военные свой подобный комплекс «СУРА» в нижегородской области пока не разбирают.

И над лазерным оружием не работаете?

Поскольку мы сами приборы не производим, то и говорить о лазерном оружии не приходится. Даже лидар мы приобрели у французов. Сомневаюсь, что человек на нынешнем этапе способен собрать эффективное геофизическое оружие.

 

Антенный комплекс института измеряет радиоволны ОНЧ (очень низкой чистоты). Здесь они ловят атмосферики внутри грозовых облаков. Этот прибор позволяет видеть грозовые процессы, к примеру, на экваторе или в районе Суматры.

 

Это вотчина заведующего лабораторией физики атмосферы Вадима Богданова.

 

«В лаборатории физики атмосферы мы исследуем не только нейтральную атмосферу, которой дышим, но и ионосферу, магнитосферу со всеми их свойствами, — рассказывает Вадим Васильевич. — Исследуем формирование магнитных бурь, кольцевых токов, влияние циклонов… Мы принимаем спутниковую информацию: у нас есть томографическая цепочка наземных станций в Эссо, Мильково и в Паратунке».

 

Макет «Союза» и «Протона» Вадиму Васильевичу презентовали коллеги из Звездного городка.

 

Вадим Богданов приехал на Камчатку из Москвы, по профессии — физик. Увлекся астрономией в 1957 году: занимался в московском планетарии, с 1967 года в Институте космических исследований (ИКИ РАН), потом в «Научно-производственном объединении им. С. А. Лавочкина», где изготавливают космические аппараты. В 1988 году впервые приехал на Камчатку, в 1995 году перевез на полуостров семью.

 

— Я много занимался астрономией, участвовал в экспедиции 1966 года к Тунгусскому метеориту. Мы рубили просеку в соответствии с одной из рассчитанных траекторий его падения.

— Вы разгадали загадку Тунгусского метеорита?

— Нет. Но считаю, что это была комета из какой-то легкой фракции (может быть, изо льда), она взорвалась на высоте 3-5 километров. Если бы метеорит был из камня или железа, то хоть что-нибудь бы осталось.

— То есть не инопланетяне наследили?

— Нет! Что вы? (Смеется).

— Хотя бы крошечный кусочек метеорита себе забрали?

— Нет. Но у меня был кусочек другого — Сихотэ-Алинского — метеорита, он упал в 1948 году. Метеорит оплавленный, железный… К сожалению, при переезде он потерялся.

 

«Наша группа работает с электромагнитным излучением в зоне очень низких частот, — рассказывает заведующий лабораторией электромагнитных излучений Геннадий Дружин. — Прогнозы землетрясений делаем».

Многие ученые считают, что невозможно предсказать землетрясения…

Пока никто не может точно сказать, возможно это или нет. Есть успешные прогнозы. Но предвестников, которые оправдывались бы на 100 %, пока ни у кого нет.

 

«На этом рисунке данные, которые показывают согласование электромагнитного и акустического излучения. Они уникальны. Таких записей еще никто не делал», — говорит Геннадий Иванович.

 

 

В лаборатории акустики ученые исследуют звуки Земли. «Измерения мы проводим в трех пунктах: на территории ИКИР, на озере Микижа и на реке Карымшина», — сообщил старший научный сотрудник лаборатории акустических исследований Игорь Ларионов.

 

Мы используем пьезокерамические датчики акустического давления, это микрофоны, которые работают в воде. Они фиксируют звук из Земли.

Почему именно водные микрофоны используете?

В воде хорошо распространяется звук, в воздухе — быстро затухает.

На какой глубине расположены микрофоны?

На небольшой: от 1,5 до 3 метров.

 

Специально для нас включили аудиозапись такого акустического сигнала.

{music}images/audio/sound-of-earth.mp3{/music}

На что похож звук Земли? Земля кричит? Плачет?

Скорее, кажется, что чертики бегают и дверьми хлопают. (Смеется). Слышится топот и скрип двери.

То есть, мелодики в звуках Земли нет?

По крайней мере, в том диапазоне частот, которые мы можем измерить нашими приборами — от 10 до 11000 Гц — мелодий не возникает.  Поверхность Земли состоит из глины, песка, камней. Всё это под воздействием силы сжимается, происходят пластические деформации, и возникает трещинка, которая звучит. Трещинка в Земле раскрылась, получился импульс. Именно из таких импульсов и состоит звуковой сигнал.

 

На этом экране оперативная информация с разных станций. Звук — широкополосный, цифровыми фильтрами он преобразуется на определенные частотные полосы: от низкочастотной до высокочастотной. И уже по этим данным можем определить увеличение количества импульсов или их интенсивность. Это свидетельствует об активизации деформационных процессов в Земле.

 

 

Бывают уникальные звуки, которые вас удивляют?

Бывают, но мы их не слушаем постоянно. Первые пару месяцев, когда устраиваешься на работу, было интересно и слушали почти все звуки Земли, а потом надоело, и мы, в основном, смотрим в какой полосе частот появляются аномалии.

Это тоже один из предвестников землетрясения?

Да. Если у нас получится собрать действующую модель, то можно будет предсказывать сейсмособытия.

 

Один из самых интересных приборов в ИКИР — лидар. Как вы помните, расположен он в здании ионосферной станции.

 

Лазерная установка занимает полкомнаты. К примеру, это излучатель.

 

А это сам лазер.

 

«Через люк в крыше лидар выпускает зеленый луч в высоту до 300 километров (это научное достижение: остальные ученые аналогичные исследования проводят на высоте лишь до 100 километров). А достаточно большой в диаметре телескоп на этой высоте должен поймать отражение «зайчика» (лазерного луча) в верхних слоях атмосферы», — рассказывает Сергей Смирнов.

Лидар работает тоже только ясной ночью?

Да. Небо должно быть кристально чистым. В плохую погоду нет смысла вести наблюдения. Кстати, надо сказать, на Камчатке очень хорошая прозрачность атмосферы по сравнению с другими регионами. Это выгодно отличает нашу точку наблюдения от других.

Почему из космоса не проводить такие исследования?

Это дорого. Мы исследуем различные примеси (аэрозоли) в высоких слоях атмосферы на границе космоса. Там происходит взаимодействие атмосферы с солнечным ветром, меняется состав аэрозолей. Мы можем отслеживать мировые миграции аэрозолей, процессы, которые приводят к образованию озоновых дыр…

То есть лидар работает по принципу эхолота?

Да. Принцип тот же. Кстати, прибор, который исследует лазером морские глубины, тоже называется лидар.

На этой фотографии телескоп. Зеркало телескопа произведено в России. Толщина зеркала — 8 см, диаметр — 60 см, вес — около 40 килограммов.

 

Зачем вам груши?

Продувать оптику. Механически её очищать нельзя. Любое прикосновение — царапина, а оптика любит чистоту, — говорит младший научный сотрудник комплексной геофизической обсерваторией «Паратунка» ИКИР ДВО РАН Юрий Непомнящий.

 

Юрий Александрович работает в ИКИР почти 4 года. Сам родом с Камчатки. Образование получил в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете им. В.И. Ульянова на факультете электроники. На Камчатку приехал по распределению.

 

Несколько лет назад в ИКИР работал еще один мощный телескоп. До 2009 года с его помощью ученые выполняли программу по мониторингу космического мусора (объектов, которые могут навредить космическим аппаратам). Затем точку наблюдения перенесли в другое место.

 

Экскурсия в институт космофизических исследований была очень насыщенной. Оказалось, что учёные очень эмоциональные люди, а еще очень приветливые и отзывчивые. Мы желаем космофизикам научных открытий, финансового благополучия и гармонии в семьях.

А в каких интересных местах Камчатки хотели бы побывать Вы?

Текст Леся Сурина, фото Илья Лобов и Василий Конашев.

Предыдущая новость
26 июня 2014, 22:01

Диспетчерская аэропорта: менеджмент «высшего пилотажа»



comments powered by Disqus