Миколаївська обсерваторія: про що розповідають зірки

Новорічні та Різдвяні свята у нас завжди асоціюються з чимось казковим, а оскільки одним із символів Різдва є Віфлеємська зірка, то не дивно, що у ці дні ми частіше поглядаємо на небо і споглядаємо за сузір’ями. Бо хто з нас не шукав Великої Ведмедиці, Касіопеї чи Тільця? Але чи багато ми знаємо про тих, хто займається дослідженням зірок і планет? Отож наш проект «Точка на карті» пропонує знайомство з Миколаївською астрономічною обсерваторією (МАО) - однією з найстаріших у Східній Європі. Незабаром їй виповниться 200 років, вона внесена до попереднього списку об’єктів Всесвітньої спадщини ЮНЕСКО.

Її будівництво почалося ще у далекому 1821 році за наказом адмірала Олексія Грейга, який на той час командував Чорноморським флотом. Він захоплювався астрономією і розумів необхідність обсерваторії у місті, яке тісно пов’язане з флотом. Слід зазначити, що ще до того як у Миколаєві з’явилася стаціонарна обсерваторія, він над своєю резиденцією (Палацом адміралів) обладнав легку споруду - бельведер, де проводилися астрономічні дослідження. Там було встановлено телескоп.

Про історію та сьогодення установи, яка наразі має офіційну назву - науково-дослідний інститут «Миколаївська астрономічна обсерваторія», ми розмовляємо з її директором, доктором фізико-математичних наук Олександром Васильовичем Шульгою та його заступником із наукової роботи, кандидатом фізико-математичних наук Юрієм Івановичем Процюком.

НАВІГАЦІЯ, ТОЧНИЙ ЧАС І ЗЕМЛЕТРУСИ

Обсерваторія розташована у найвищий точці міста Миколаєва – 52 метри над рівнем моря. До речі, за стародавніх часів тут було святилище скіфів. Автором проекту головної будівлі став архітектор Чорноморського адміралтейства Федір Вунш. Перші завдання, які стояли перед миколаївською обсерваторією, були суто практичними - вирішувати питання навігації, зокрема, вимірювати високоточний час. Адже у відкритому морі нема орієнтирів, тому кораблі та судна визначають місце знаходження за допомогою приладів - секстантів. «У ті часи напрям руху визначався за компасом, а час - за морським хронометром. Перед виходом кожного корабля у море, його хронометри приносили до обсерваторії і за маятниковим годинником виставляли високоточний час», - розповідає Олександр Шульга.

Ще одним завданням обсерваторії, орієнтованим на потреби мореплавства, була картографія. У ті часи створити більш-менш точну карту можна було лише з використанням астрономічних спостережень.

І тільки після того, як були налагоджені питання навігаційного забезпечення флоту, місцеві астрономи отримали змогу для фундаментальної наукової діяльності - спостереження за планетами і зірками.

Першим директором і астрономом Миколаївської обсерваторії став Карл Кнорре, якому на той момент ще не виповнилося і 20 років. Але цю посаду він обіймав цілих півстоліття. За цей час не тільки було налагоджено підготовку морських офіцерів, але й розгорнуто широкі наукові астрономічні дослідження. Зокрема, Кнорре став автором 5-го аркуша зоряної карти Берлінської академії наук. Справжню важливість цього документа для науки можуть оцінити тільки фахівці. А для широкого кола читачів буде цікавим той факт, що за допомогою Кнорре у майбутньому були відкриті такі малі планети як (5) Астрея і (8) Флора.

Крім того, під час перебування на посаді директора обсерваторії Кнорре і його наступника – Івана Кортацці було виконано чималий обсяг гідрографічної роботи у Чорному та Азовському морях. Зокрема, проведені описи з визначенням точних координат більшості ключових пунктів берегових смуг цих морів.

Але минав час, змінювалась техніка, удосконалювалися прилади, і питання забезпечення навігації та вимірювання високоточного часу були зняті з переліку основних завдань МАО. Проте здобуті знання і напрацювання дозволяють її вченим сьогодні зайнятися досить несподіваними науковими напрямками з використанням маятникових годинників.

«Взяти хоча б таке надважливе природне явище як землетруси. В обсерваторії збереглися високоточні маятникові годинники, які колись служили еталоном часу. Їх точність – одна десята мілісекунди. Вони реагують на різні види коливань земної поверхні на відстані до 10 тис. км на схід і захід та добре підходять для реєстрації землетрусів. Більше того, вони можуть використовуватися як їх передвісники. Коливання маятника починають змінюватися приблизно за 10 секунд до настання землетрусу. Так, цього замало, щоб вжити якихось кардинальних заходів, але це, наприклад, дає змогу вчасно почати глушити атомний реактор. Наразі наші вчені працюють над цією темою. Якщо ми завершимо цей процес, то зможемо запросити фінансування для подальших досліджень і застосувань у конкретних сферах», - розповідає Олександр Шульга.

ШЛЯХ ДО ВЕНЕРИ ПРОКЛАДАЛИ НАУКОВЦІ МАО

У 1992 році Миколаївська астрономічна обсерваторія, яка тривалий час була відділенням Головної (Пулковської), здобула статус самостійної наукової установи і наразі є однією з двох таких в Україні. Зберігаючи наукові традиції, вона продовжує дослідження Сонячної системи й навколоземного простору вже на сучасному рівні. Серед основних - створення каталогів положень та власних рухів зірок і зоряних підсистем Галактики, вивчення динаміки тіл Сонячної системи, дослідження орбітальних параметрів об’єктів навколоземного простору, інформаційна підтримка астрономічних досліджень, астрономічне приладобудування.

«З основних напрямків нашої роботи можна виділити такі: дослідження малих тіл Сонячної системи, штучних космічних об’єктів, зоряних скупчень та систематизація й використання інформації, накопиченої за 50 років на фотопластинках. Слід також зазначити, що діяльність нашої обсерваторії пов’язана з таким напрямком астрономії як астрометрія. Іншими словами, це вимірювання координат об’єктів на небесній сфері. Візьмемо такий приклад. Космічний корабель або інший об’єкт летить на якусь планету і він має потрапити саме туди, а не деінде. Наше завдання – визначити точне положення планети для забезпечення обчислення точної траєкторії польоту з урахуванням найменших нюансів», - пояснює Шульга. До речі, перші дослідження миколаївських астрономів у цій сфері датуються ще 1913 роком.

Зокрема, миколаївці працювали над забезпеченням уточнення орбіт космічних зондів, щоб вони змогли потрапити на Венеру та інші планети. «Щоби потрапити на Венеру, треба було провести дуже точні розрахунки, для яких і використовувались спостереження миколаївських астрономів протягом десятків років. В іншому випадку - або палива могло не вистачити, або можна було пролетіти повз планету. І, до речі, в історії освоєння космосу такі приклади були, причому, в таких потужних країнах як СРСР і США. Зрозуміло, що на сьогодні вже є більш високоточне обладнання для цих вимірювань. Але свого часу це були наші унікальні дослідження», - каже Шульга.

«Ми продовжуємо спостерігати за зірками і підвищуємо точність визначення їх координат. У подальшому, використовуючи ці координати, ми зможемо дізнаватися більше про нашу Галактику, про те, як рухаються, живуть і вмирають зірки. Останні 100 років ми накопичували інформацію – спочатку лише візуально (спостерігач дивився і записував координати зірок вручну), потім на фотопластинках, а зараз завершуємо процес відцифровування цієї інформації. У нас є 9 тисяч фотопластинок. За ці роки зірки трішки змістилися (йдеться про долі кутової секунди). Але це цілком нормальний процес, помітний лише астрономам. Для науковців це дійсно важливо, проте на життя пересічних людей це ніяк не впливає», - ділиться своїми спостереженнями Юрій Процюк.

За його словами, за останнє століття зірки мало змінилися. А от якщо брати вимір часу у 100 тисяч років, то ці зміни набагато відчутніші. Так, наприклад, за цей час добре відоме усім нам сузір’я Великої Ведмедиці стало виглядати дещо інакше.

Важливо, що усі спостереження миколаївських астрономів розміщені в базі даних Української віртуальної обсерваторії, і кожен, хто цікавиться цією темою, може ними скористатися.

АСТЕРОЇДИ МОЖУТЬ ЗАГРОЖУВАТИ ЗЕМЛІ

МАО досягла помітних успіхів і в галузі астрономічного приладобудування. Так, зокрема, у 1995 році тут було завершено створення автоматичного телескопа - Аксіального меридіанного круга. У 1999 році він увійшов до переліку об'єктів, які становлять національне надбання України. У 2004 році став до ладу Швидкісний автоматичний комплекс (ШАК), який дозволяє проводити регулярні спостереження за об'єктами ближнього космосу. У 2009 році тут почав спостереження перший в Україні мобільний телескоп «Мобітел».

Спостереження миколаївських астрономів спільно з іншими обсерваторіями дають детальну картину того, як за останні 100 років трансформувалися наші знання про орбіти малих планет, більш відомих нам під назвою астероїди. Велика їх кількість є у так званому головному поясі астероїдів, який розташований між Юпітером і Марсом. Якщо великі астероїди вже давно відкриті, то відкриття нових маленьких астероїдів трапляються досить часто.

«Є об’єкти, які можуть бути потенційно небезпечними для людства. За останніх 10 років співробітники МАО отримали більше 7000 положень близько 400 таких небесних тіл. Коли вони наближаються до планети Земля на відстань 0.05 астрономічної одиниці (7,5 млн км) або ближче, то це вже може бути небезпечним. Серед них є чимало так званих декаметрових (величиною близько 10 метрів), які можуть завдати чималої локальної шкоди, якщо зіткнуться з Землею. Якщо ж на Землю впаде астероїд розміром із кілометр, то це буде удар, який матиме наслідки, співмірні з ядерною війною, а при падінні астероїда діаметром понад 10 км життя на Землі може зникнути. Але теоретична загроза того, що це станеться – один випадок на 100 мільйонів років», - повідомляє Юрій Процюк.

Отож якщо вчені виявляють невідомий об’єкт, який наближається до Землі, астрономи всього світу починають за ним активно спостерігати. Це дуже відповідальний процес, який потребує кооперації багатьох обсерваторій. «Ми теж беремо у цьому участь. Наше завдання - отримати якомога точніші положення небезпечного об’єкта на небесній сфері, щоб інші вчені змогли прорахувати орбіту та дати відповідь чи «вдарить» саме цей астероїд по Землі, чи пролетить. Річ у тім, що такі астероїди виявляють вже надто близько біля Землі, в той час як швидкий рух астероїда не дозволяє отримати його точні положення стандартними методами спостережень. У нас у цьому плані є унікальна розробка, яка дає можливість високоточних спостережень таких об’єктів на мінімальній відстані від Землі. За об’єктом спостерігають багато астрономів світу. І якщо всі разом вони отримали, скажімо, 100 положень цього об’єкта на орбіті, на близьких відстанях, то від 10 до 40 з них – наші, і вони хорошої якості», - продовжує розповідь Олександр Шульга.

Слід зазначити, що саме у визначенні орбіт об’єктів, які можуть становити загрозу нашій планеті, миколаївські астрономи займають провідні позиції у світі. У США є Міжнародний центр малих планет, який збирає інформацію про спостереження малих тіл Сонячної системи, зокрема і всіх потенційно небезпечних об’єктів. Свої дані туди надсилає близько 2000 обсерваторій та окремих спостерігачів з усього світу. Але з них тільки 7 мають індекс «h» (high), тобто високоточний. І одна з них – Миколаївська обсерваторія.

МИКОЛАЇВЦІ - ІЛОНУ МАСКУ

У портфелі МАО – низка науково-прикладних розробок, які можуть бути з успіхом втілені в життя.

Серед найближчих планів - співпраця з відомим у світі бізнесменом, прихильником нових розробок Ілоном Маском. «Ми вже підготували лист Маску з пропозиціями про співпрацю. Річ у тім, що він планує запустити на навколоземні орбіти кілька сотень супутників для зв’язку та Iнтернету. Наразі існує наземна система спостережень за космічними об’єктами – повітряно-космічна оборона Північної Америки (NORAD). Але вона досить дорога. Іншими словами, з’явився попит на новий продукт даного спрямування. А у нас є власне напрацювання, наукова розробка за так званим методом Допплера. Якщо говорити простими словами, то ми пропонуємо Маску розмістити на супутниках малопотужні радіомаяки, які дадуть змогу точно контролювати елементи їх орбіти. Це достатньо просто і коштує недорого. У нас є можливість вести спостереження за цими супутниками і надавати інформацію замовнику. Зараз завершується тестування системи. І як тільки ми ще раз усе перевіримо, то відправимо свої пропозиції Маску і запропонуємо своє дітище іншим компаніям, наприклад Google, Deimos», - розповідає Шульга.

Також у миколаївців є ще одна наукова розробка для спостереження за апаратами супутникового телебачення - радіоінтерферометр. Одна з найбільших європейських фірм, яка супроводжує телекомунікаційні супутники, вже зацікавилася цією ідеєю.

Розповідаючи про МАО, не можна не згадати і про таку «тонку матерію», як державне фінансування науки. «Наша позиція - не скаржитися, а заробляти. У країні йде війна, існує багато інших нагальних проблем. Наразі Міністерство освіти і науки України фінансує нам зарплати і витрати на комунальні послуги та енергоносії. За останні роки також виділялися фінанси для встановлення економічних систем опалення. Крім цього, ми стараємось заробляти на так званих госптемах, науково-технічному обміні з нашими закордонними колегами тощо. З 2000 року ми 55 разів впровадили свої наукові розробки на практиці у вигляді науково-технічних договорів. Замовниками виступають космічне агентство, Академія наук України, профільне міністерство, Інститут геодезії і картографії тощо», - каже директор.

Він також зазначає, що за останні роки вдалося повністю обновити технічний ресурс обсерваторії. Проведена модернізація інструментів до сучасного рівня, встановлено передове програмне забезпечення.

Мої співрозмовники не приховують, що якби зараз в Україні були робочі космічні апарати, то вони могли б співпрацювати з Державним космічним агентством. Але оскільки поки що таких немає (останній був 5 - 6 років тому), то зараз вони сфокусувалися на співпраці з іноземними колегами. В співпраці з іншими обсерваторіями створено Українську мережу оптичних станцій (УМОС) для спостереження за космічними об’єктами в оптичному діапазоні. Причому, Миколаївська обсерваторія була одним із головних організаторів цієї мережі. МАО має 4 телескопи для спостереження за космічними об’єктами на навколоземних орбітах. «Якщо говорити доступною широкому загалу мовою, то ми маємо можливість спостерігати, чи не зіткнуться супутники з космічним сміттям, якого, як відомо, дуже багато. Ми працюємо над тим, щоб визначити з високою мірою точності вірогідність такого зіткнення цих об’єктів і видати відповідну інформацію для систем супроводу працюючих супутників», - розповідає Шульга.

Зараз колектив обсерваторії налічує 41 співробітника, більше половини з яких - науковці. Цю кількість називають оптимальною, але «свіжа кров» тут дуже потрібна. Бо чимало працівників – старшого віку. І якщо хтось піде на пенсію, то замінити його буде складно. Сумно, але факт – сучасна молодь не дуже охоче займається астрономією. А ті, хто наважується на такий крок, часто попрацюють трохи, підучаться або захистять дисертацію і йдуть у бізнес, адже звідси вони виходять висококваліфікованими програмістами. Залишаються одиниці. Причини банальні - не влаштовує зарплата. Скажімо, молодий спеціаліст наразі отримує у найкращому випадку 5 - 6 тисяч гривень на місяць, а коли захистить дисертацію – 8 - 10 тис. грн.

УНІКАЛЬНА ПАМ’ЯТКА АРХІТЕКТУРИ ПОТРЕБУЄ ДОПОМОГИ

Але наукова робота та прикладні технічні розробки - це ще не весь спектр дій МАО. Чимало сил, часу і коштів потребує і збереження культурної спадщини цього унікального об’єкту. Взяти хоча б головну будівлю обсерваторії, якій майже двісті років. Слід зауважити, це приміщення, площею 400 квадратних метри, має особливу конструкцію, оригінальну круглу залу, кладку і навіть стіни, порожні всередині. Зрозуміло, що за ці роки його ніхто капітально не ремонтував, отож воно потребує реконструкції. А це недешево, за приблизними підрахунками, потягне десь на 250 тисяч євро. «Міністерство освіти та науки України цю суму не осилить. Також необхідно профінансувати ремонт ще однієї унікальної спадщини – кованого паркану, якому також під дві сотні років. Місцева влада нічим допомогти не може, кажуть, мовляв, це не їхнє, бо стоїть на балансі у міністерства. Хоча це об’єкт історико-культурної та архітектурної спадщини, і миколаївці мають цим не лише пишатися, а й допомагати його зберегти», - зауважує Шульга.

До речі, про паркан. Він, як і саме приміщення, ще з часів Грейга. Цей паркан пережив дві світові війни, але не встояв під натиском сучасних вандалів, які в 90-ті роки минулого століття розікрали його чавунні секції на брухт. Зі 110 метрів залишилась тільки половина. «Свого часу мер Миколаєва Володимир Чайка допоміг нам виготовити подібні секції на одному з миколаївських підприємств. Отож вони у нас є. Нещодавно ми отримали дозвіл від Міністерства культури на ремонтні роботи і маємо надію отримати 100-150 тис. грн на їх проведення», - ділиться наболілим керівник МАО і стверджує, що зараз вони впритул зайнялися цим питанням і воно буде вирішене.

Як відомо, дорогу здолає той, хто йде. За останні роки тут вдалося дещо зробити. У головній будівлі встановили тепловий насос, який забезпечує мінімальні витрати енергії взимку. При цьому самі співробітники обсерваторії переїхали в невеликі лабораторні приміщення і працюють там. Це дало результати - затрати на тепло зменшилися вдвічі, та й навантаження на будівлю знизилося. Проте виконати реконструкцію власними силами тут, звичайно ж, не можуть. Отож почали працювати з потенційними іноземними інвесторами. Бо що гріха таїти, знайти в Україні такі кошти малоймовірно.

Миколаївська обсерваторія внесена до попереднього списку об’єктів Всесвітньої спадщини ЮНЕСКО як цілісна історико-культурна заповідна територія, архітектурний і астрономічний комплекс. Отож, якщо привести все у відповідність, то МАО з її затишним парком, ендеміками, специфічними спорудами, телескопами та іншими експонатами стала б одним із головних об’єктів туризму у Миколаєві. Тим більше, що поряд є ще один відомий історико-інженерний шедевр - вежа Шухова, про яку ми вже колись розповідали.

Але поки чиновники лише думають розвивати туристичну галузь, тут, в обсерваторії, вже намагаються спілкуватися з мешканцями і гостями міста: регулярно влаштовують дні відкритих дверей, проводять лекції для охочих. Всі, хто любить «світ зірок і планет», можуть поспостерігати за небом, дізнатися чимало цікавого. У тутешньому музеї є багато унікальних експонатів. Серед них - колекція високоточних механічних годинників, виготовлених у XVIII - XX століттях відомими світовими майстрами. А у місцевій бібліотеці – 70-тисячне зібрання старовинних книжок. Найстарішим екземплярам - понад 400 років.

Алла Мірошниченко, Миколаїв

Фото автора та з архіву МАО