Із нашим «СТЕПом» — до Сонця

Нещодавно з космодрому «Плесецьк» в Архангельській області стартувала українська ракета–носій «Циклон–3», що вивела на орбіту російський супутник «Коронас–Фотон». У числі дванадцяти вимірювальних приладів, установлених на цьому космічному кораблі, є й супутниковий телескоп електронів та протонів «СТЕП–Ф», розроблений і виготовлений харківськими науковцями. Завдяки цьому міжнародному проекту вчені сподіваються отримати нові відомості про сонячну активність у широкому діапазоні енергій та її вплив на земне життя.

«Степ» англійською — крок, українською — неоране поле

Проект нового за ідеологією супутникового телескопа науковці фізико–технічного факультету Національного університету імені В. Каразіна почали розробляти ще чотирнадцять років тому. Тоді у Національного космічного агентства були свої, напрочуд амбітні плани щодо пошуку провісників землетрусів та інших проявів сейсмічної активності. Вітчизняні фахівці певний час виношували навіть ідею вивести на орбіту свою групу космічних апаратів. І хоча висока мрія так і залишилася не реалізованою, але необхідність мати телескоп нового покоління своєї актуальності не втратила. А відтак, завдяки гранту японського уряду, коштам нашого космічного агентст­ва, а на завершальній стадії створення приладу — ще й фінансовій підтримці Міністерства освіти та науки, «СТЕП–Ф» таки потрапив на борт російського супутника «Коронас–Фотон».

Застосовані при його виготовленні ноу–хау дозволили вирішити одразу кілька технічних завдань. Під час роботи український прилад споживає значно менше енергії, ніж його іноземні аналоги, а також має менший розмір та вагу. Оскільки в умовах відкритого Космосу кожен зайвий грам маси літаючих апаратів — чималий тягар у широкому значенні цього слова, такий результат говорить сам за себе. Досягти його вченим сектору космічних досліджень кафедри експериментальної ядерної фізики згаданого факультету ХНУ допомогли фахівці Харківського інституту сцинтиляційних матеріалів, які виготовили для телескопа унікальні монокристали. А також спеціалісти Харківського НДІ радіотехнічних вимірювань, що створили принципово новий блок обробки інформації на основі сучасних мікроконтролерів та іншої цифрової електроніки.

Ще одна перевага «СТЕПу–Ф» — позиційно–чуттєві детектори Київського НДІ мікроприладів. Вони дозволять виявити не лише кількість частинок, які потраплятимуть до телескопа (це під силу й іншим подібним приладам), а й визначити напрямок їхнього руху. Тобто звідки вони надходять і яку здолають відстань у напрямку Землі. Така інформація викликає чималий науковий інтерес. «Раніше, аби досягти цього результату, — розповідає завідуючий сектором космічних досліджень кафедри експериментальної ядерної фізики, кандидат фізико–математичних наук Олексій Дудник, — потрібно було провести додаткову розробку спеціалізованих приладів. Цього ніхто не робив. Скажімо, я знаю, що подібні детектори встановлені у знаменитому Цернівському колайдері, але їх неможливо застосувати в умовах космосу».

Попереджений — значить озброєний

«СТЕП–Ф» разом з іншими інструментами, встановленими на «Коронас–Фотон», у разі успішного виконання програми дасть змогу «роздивитися» Сонце під глибшим кутом зору. Апарати, які запускали з цією метою раніше, отримували інформацію у вигляді застиглого зображення. Ці вражаючі картинки хоч і збагатили науку новими знаннями про сонячну активність, але певною мірою вже вичерпали свій потенціал, бо залишають поза увагою вивчення діапазону високих енергій. Прилади ж запущеного супутника дозволять побачити ці процеси наочно і зареєструвати частинки, які не існують у наближеному до Землі просторі.

У «СТЕПу–Ф» є й своя, індивідуальна, місія. Олексій Дудник каже, що нашу Землю оточують потоки заряджених високоенергетичних частинок, які можна назвати в більшості випадків передвісниками магнітних бур, спалахів на Сонці, вулканічної активності, землетрусів. Тобто вони з’являються поблизу нашої планети напередодні цих загрозливих факторів. Тож діагностуючи за допомогою нашого телескопа зміну потоків заряджених протонів, електронів і альфа–частинок, можна попередити землян про настання того чи іншого лиха. Саме тому українським проектом усерйоз зацікавилися японці й навіть виділили на його реалізацію чималі кошти. Як відомо, ця острівна країна постійно потерпає від землетрусів, тому діагностичні можливості «СТЕПу–Ф» можуть стати для неї справжньою науковою і технічною знахідкою. І не лише для неї. Спалахи на Сонці та магнітні бурі негативно впливають на стан здоров’я людей, роботу електромереж, оргтехніки. Отож телескоп, працюючи на орбіті, може озброювати нас інформацією, яку неможливо завчасно отримати на Землі.

Зірка на ім’я Сонце

Кожні одинадцять років Сонце входить у фазу своєї найвищої активності, яка неминуче впливає і на земне життя–буття. Наразі наша центрова зірка перебуває у відносному спокої й «прокинеться», за даними вчених, приблизно через два–три роки. Характер цього «пробудження» науковці намагаються передбачити вже зараз, бо від нього безпосередньо залежить розвиток багатьох земних процесів. Як–то, наприклад, зміна клімату. Тому одне із завдань проекту «Коронас–Фотон» — визначитися остаточно з причинами глобального потепління і нарешті прийняти щодо цього планетарне політичне рішення.

Якщо завдяки проведеним дослідженням вдасться довести, що підвищення температури на Землі пов’язане з циклом сонячної активності, то тут уже нічого не вдієш, доведеться вчитися жити в нових гарячих умовах. Якщо ж стане зрозуміло, що глобальне тепло — результат дійсно парникових викидів, то тоді треба кивати не на Сонце, а боротися з власними промисловими апетитами. Причому якнайшвидше. Земля — напрочуд витончена екосистема, і зміна температури бодай на один градус суттєво змінює її клімат. Причому не обов’язково у бік потепління. Бо Сонце вже досить тривалий час перебуває у відносному спокої, вчені не виключають і настання глобального похолодання. Аналогічну ситуацію довелося спостерігати з 1640 по 1710 рік. Цей період через помітне зниження температури назвали навіть «малим льодовим періодом».

Як усе буде цього разу насправді — вчені остаточно не визначилися. Звідси — поява різних гіпотез. Скажімо, у доповіді, підготовленій для НАСА Академією наук США, повідомляється про те, що рано чи пізно на Сонці почнуться сильні бурі, як наслідок — із ладу вийдуть космічні супутники і земна техніка. А далі на нас чекає якщо не повернення до печерного життя, то принаймні технічний регрес на сотню років, бо висока і тривала сонячна активність може вивести з ладу не лише енергетичні й газові системи, а й призвести до зміни загального енергетичного балансу Землі. Достатньо зрушити з місця бодай один процес — і його вже практично неможливо зупинити. Втім, є привід сподіватися, що інформація, отримана при допомозі приладів «Коронас–Фотону», проллє світло і на цю загадкову сферу.

Інформація про те, як «поводитиметься» Сонце з настанням активної фази нового 11–річного циклу, важлива і для нинішніх освоювачів Космосу. Існує припущення, що в період очікуваного польоту землян на Марс сонячна активність буде значно нижча за теперішню. Однак саме в цей час може зрости активність протонів, які складають основну загрозу життю людей. У випадку, якщо прилади «Коронас–Фотону» підтвердять цю гіпотезу, то вчені мають ще достатньо часу, аби розробити ефективні заходи безпеки пілотованого польоту на Марс.

Ще одне завдання проекту — краще вивчити Сонце як зірку. У кожного з таких космічних об’єктів — своє життя, підпорядковане певним законам розвитку. Протягом мільйонів років вони зазнають численних змін, динамічно розвиваються, а потім вибухають або перетворюються на білих карликів чи нейтронні зірки. Яка доля чекає нашу головну, без перебільшення, центрову зірку — питання не риторичне, бо для нашої ж безпеки потребує конкретної відповіді.