Прибор,
который помещается на обычной крыше и стоит копейки по сравнению с гигантскими
аналогами, способен не только предсказывать магнитные бури, но и заглядывать в
глубины Метагалактики. Пока
крупнейшие обсерватории мира строят многометровые и многотонные «спутниковые
тарелки», команда МИФИ пошла другим путем. Идея родилась не в секретном КБ, а
на конкурсе научных работ, объявленном Студенческим научным обществом МИФИ.
Диаметр
антенны прибора, получившего название МИФИ-ST (ST – значит «студенческий») составляет всего 90 см. Для
сравнения: Сибирский солнечный радиотелескоп «Бадары» в Бурятии использует
антенны диаметром 2,5 метра, требующие фундамента и огромных пустых
пространств.
«Наш
прибор любой человек сможет поднять. И его можно поставить на крышу, и главный
инженер вас за это не убьет», — поясняет Ирина Архангельская.
Главный
секрет уникальности — не в железе, а в математике и программировании. Вместо
того чтобы гнуть металл, физики МИФИ делают ставку на цифру. «Мы всё делаем
больше с программной точки зрения, чтобы улучшать наш сигнал. Мы больше делаем
упор на увеличение количества антенн, а не площади одной», — поясняет инициатор
проекта, студент Института лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ Анна
Виноградская.
Прибор
работает в диапазоне от 300 МГц до 6,5 ГГц. «на этих частотах и происходит
большая часть событий на Солнце», — объясняют разработчики.
Кроме
вспышек на Солнце, прибор может также фиксировать их последствия на Земле -
возмущения магнитосферы. Однако этим список задач не ограничивается. Когда
радиоинтерферометры будут установлены на крышах корпусов МИФИ, они будут
использованы для широкого спектра астрофизических задач — изучение грануляции
Солнца (процессов, напоминающих кипение пузырьков на поверхности звезды),
исследование облаков молекулярного водорода в различных галактиках, радио-гало
Галактики, магнитаров, пульсаров, и загадочных, идущих из глубин Вселенной
радиовсплесков, происхождение которых остается для науки загадкой. Также,
планируется что будут исследоваться радиоизлучения вызванные потоками
бомбардирующих земную атмосферу частиц прилетающих из Космоса - в МИФИ
существует экспериментальный центр НЕВОД, изучающие эти космические излучения,
и радиоастрономы надеются на конструктивное партнерство с коллегами.
Конечно,
небольшие размеры МИФИ-ST уменьшают его
возможности по сравнению с гигантскими аналогами, но в радиоинтерферометрии
решающее значение имеют расстояние между антеннами, объединенными в единую
систему. Амбициозная цель проекта — создание системы сверхдальней
радиоинтерферометрии (РСД) с базой в несколько тысяч километров. Далеким
напарником «наблюдательного поста» на крышах МИФИ в Москве может стать
точка в Иркутске в Институте солнечно-земной СОРАН. А еще одна точка
может появится, если компактный интерферометр удастся установить в столице
Узбекистана - поскольку в Ташкенте действует филиал МИФИ. Организация РСД –
системы, когда радиоастрономические приборы находятся друга от друга в
сотнях и тысячах километров - очень сложная задача, поскольку требует учета
различия антенн. Но поскольку антенна МИФИ-ST очень
проста, то и задача по развертыванию системы с большой базой серьезно
облегчается. При этом цена одного модуля нового прибора составляет всего 60–70
тысяч рублей. Это делает технологию доступной для массового развертывания.
«Такую антенну можно просто доставить в тот же Иркутск и пристроить их там хоть
два десятка», — добавляет Ирина Архангельская.
Если
объединить сигналы с антенны в Москве, в Сибири и в Ташкенте, то
разрешающая способность системы позволит изучать не только солнечные вспышки,
но и спокойное Солнце, и разглядывать на Солнце объекты размером с
университетскую аудиторию.
Причем
инженеры заложили в конструкцию подвижность. Будущий интерферометр поставят на
колесики, что позволит менять расположение радиоантенны в радиусе несколько
десятков метров, подбирая оптимальное взаимное расположение двух антенн с
помощью нейросетей.
Радиоинтерферометр
МИФИ доказывает: для большой науки не всегда нужен огромный бюджет. Иногда
достаточно студенческого энтузиазма, ноутбука и антенны, которую можно вынести
на крышу без риска обрушить перекрытия.
Кстати,
летом радиоинтерферометры МИФИТ будут использоваться для занятий
радиоастрономией со школьниками. Так что у нового прибора есть не только
научное, но еще и педагогическое и просветительское назначение.
Константин Фрумкин, начальник отдела по работе со СМИ НИЯУ
МИФИ
