Унікальні українські радіотелескопи під вогнем: як наука функціонує в умовах війни.

Наука в умовах війни — це не просто привілей. Це потужний інструмент, це ключ до майбутнього. Коли країна стикається з конфліктом, легко заявити: "Давайте відкладемо фундаментальні дослідження — адже виживання є пріоритетом". Проте без науки неможливо побудувати сучасну армію, розвивати технології та, зрештою, зберегти державність. Можна імпортувати застарілі розробки з інших країн, але лише наші науковці здатні створити інновації, які потрібні саме нам сьогодні. І цьому є численні підтвердження.

Сьогодні українські вчені продовжують свою діяльність, незважаючи на загрози обстрілів. Радіоастрономія стала однією з тих наук, що опинилася на передовій як у буквальному, так і в переносному сенсі. Завдяки своїм досягненням та фізичному розташуванню, ця галузь виявилася в епіцентрі подій. Два унікальних телескопи, які функціонують в Радіоастрономічній обсерваторії ім. С. Брауде в Харківській області, пережили окупацію та руйнування через обстріли, проте й надалі залишаються важливими елементами світової науки. Це найбільший декаметровий радіотелескоп УТР-2 і величезний радіотелескоп ГУРТ.

Ми обговорили стан української радіоастрономії, інноваційні технології майбутнього та значення науки в умовах війни з директором Радіоастрономічного інституту НАН України Вячеславом Захаренком.

-- РАО перебувала в окупації більше ніж півроку, а потім на цій території йшли бої. Нині УТР-2 -- радіотелескоп світового рівня -- не працює, бо його "серце" -- фазувальна система -- зруйноване вибухом. Апаратуру практично повністю викрадено або знищено окупантами.

-- Так. Ми підготували проєкт капітального ремонту центральної будівлі. З науково-технічного боку ми розробили нову систему фазування, яка суттєво розширить можливості радіотелескопа: до 40 МГц буде збільшено верхню межу частотного діапазону, а також з'явиться можливість формування поля променів для повноцінного картографування неба. ГУРТ -- набагато технологічніший і сучасніший радіотелескоп. Наші співробітники змогли частково його відновити, а зруйновано або пошкоджено було понад 30 відсотків антен. До широкомасштабного вторгнення було оснащено апаратурою чотири секції ГУРТу з 11 встановлених. Наразі відновлено дві секції в РАО плюс частину апаратури перенесено в обсерваторію УРАН-2 у Полтавській області.

Завдяки УТР-2 вдалося зафіксувати найнижчі частоти випромінювання пульсарів, а також відкрити низькочастотні радіорекомбінаційні спектри вуглецю і виявити аномально потужні імпульси пульсарів. Крім того, науковці виявили мікромасштабну структуру блискавок в атмосфері Сатурна, яка залишилася непоміченою для космічних апаратів "Вояджер" і "Кассіні". Ці відкриття були задокументовані в провідних рецензованих наукових журналах. І це лише невелика частина досягнень, адже радіоастрономія, як і наука в цілому, є безперервним процесом.

-- Чим відрізняється радіоастрономія від оптичної?

Радіоастрономія відкриває значно ширше вікно в безмежний Всесвіт. У той час як оптична астрономія обмежена вузьким діапазоном — лише трохи більше однієї октави, радіоастрономія охоплює вражаючі 24 октави, варіюючись від сотень кілогерц до 3 ТГц. Зміна частоти хоча б у десять разів (приблизно три октави) дозволяє нам спостерігати зовсім інші "обличчя" космосу. У комбінації з оптичною астрономією, рентгенівською та гамма-астрономією, всіхвильова радіоастрономія надає можливість вивчати Всесвіт з максимальною масштабністю і глибиною.

Багато хто знайомий із поняттям "октава" лише в музичному контексті, де цей термін позначає інтервал, що включає сім нот, що йдуть одна за одною.

Октава в більш широкому сенсі — це частина спектра, будь то видимий, звуковий або радіо, де співвідношення між верхньою та нижньою частотами дорівнює двом. Наприклад, хвиля фіолетового кольору має приблизно 370 нанометрів, тоді як червона складає близько 700 нанометрів; їх співвідношення становить 1:2, що утворює октаву. Протягом тривалого часу астрономи мали можливість досліджувати Всесвіт лише через це вузьке вікно в одну октаву, роблячи приголомшливі відкриття. Наразі ж радіоастрономи мають доступ до простору, що охоплює більше 20 октав — від сотень кілогерц до 3 ТГц. Це дійсно вражаюче.

Поділіться, будь ласка, більш докладною інформацією про телескопи, що використовуються в Україні.

Перший в Україні Т-подібний радіотелескоп УТР-2, створений під наглядом Семена Яковича Брауде, який вважається батьком української та світової радіоастрономії, було введено в експлуатацію в 1971 році. Цей радіотелескоп залишається найбільшим декаметровим радіотелескопом на планеті, з ефективною площею, що складає 150 тисяч квадратних метрів.

ГУРТ – це сучасний, технологічно просунутий і широкосмуговий телескоп, який наразі знаходиться на проміжному етапі свого розвитку. Всі необхідні наукові та інженерні рішення вже розроблені, і тепер залишилося лише здійснити масштабування. Телескоп складається з секцій, кожна з яких містить 25 антенних елементів, і його можна розширювати, додаючи нові секції. У майбутньому ГУРТ має потенціал перевершити за розміром навіть УТР-2. На території РАО є вільна площа, що перевищує один квадратний кілометр. Наявність антени з ефективною площею в один квадратний кілометр є великою метою для астрономічної спільноти по всьому світу.

-- Як відповідь розповім одну історію. У 2016-му приїхали до нас люди з "Південмашу" і питають: "Ви можете радар зробити для дослідження Землі з космосу? Зараз супутник літає з німецьким радаром, у якого роздільна здатність 25 сантиметрів на піксель -- можете такий самий розробити?" А ми відповідаємо: забезпечуєте фінансування приблизно в півмільярда євро -- буде радар. Нам відповідають: "Так вони ж там за 3 мільйони щось таке роблять..." Відповідаємо: "Що ж, купіть у них". А люди з "Південмашу" кажуть: "Вони не продають не тільки сучасну технологію, а навіть учорашню". Я ось про що: купити можна тільки позавчорашню технологію або банани. Хочемо жити в позавчора -- то купуємо, хочемо жити сьогодні -- інвестуємо в науку і технології. Саме фінансування науки дає можливість державі бути сучасною та конкурентоспроможною.

Яка роль радіоастрономії для України?

-- Це як питання, для чого вона потрібна людству взагалі... Це пізнання Всесвіту, де ми живемо. Завдяки астрономії та радіоастрономії зокрема ми досить добре уявляємо собі і Всесвіт, і його історію. Ось для того, щоб було розуміння, де ми перебуваємо і хто ми, наука такого роду, як радіоастрономія, дуже потрібна.

Це складна проблема, що полягає у порівнянні наукових можливостей різних країн. Зазвичай для цього використовують кількісні показники, такі як кількість Нобелівських та інших престижних нагород, а також обсяг опублікованих наукових статей. Оцінка на основі цих критеріїв часто має тісний зв'язок із економічним розвитком держави. Однак експертні оцінки включають широкий спектр показників, які можуть відрізнятися залежно від думки фахівців. За різними оцінками, Україна демонструє високий науковий потенціал. Зокрема, низькочастотна радіоастрономія в Україні, яка є на передовій наукових досліджень, продовжує забезпечувати нові результати, проводити дослідження в складних умовах та розробляти нові технології і методи спостереження.

Яка роль України у сфері радіоастрономії?

У сфері низькочастотної радіоастрономії ця галузь займає одне з найзначніших положень на міжнародній арені.

Які дії слід вчиняти та яких уникати, аби залучити талановитих людей до наукової діяльності?

Цікавість є однією з ключових характеристик людської природи. Важливо підтримувати інтерес до знань з раннього віку та сприяти його розвитку в суспільстві шляхом популяризації досягнень сучасної науки, а також інших галузей. Не менш значущим є визнання наукових досліджень та їхніх авторів через премії, статуси та загальне визнання. Для цього необхідно створити сприятливе середовище та виховувати суспільний інтерес до вивчення навколишнього світу. Українці мають потужний інтелект, проте його розкриття потребує значних інвестицій.