В Сибири строят центр изучения Солнца за 100 млрд

Взгляд на Солнце из Сибири

Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН выбирает подрядчиков для второго этапа строительства в Иркутской области и Бурятии Национального гелиогеофизического комплекса (НГГК). Четыре объекта комплекса общей стоимостью 61,1 млрд рублей предстоит построить к концу 2029 года (см. Справку). Подача заявок на два конкурса заканчивается 27 июля, ещё на два — 28 июля.

Гелиогеоцентрический комплекс начали строить в 2015 году — это несколько объектов, расположенных на разных территориях в Иркутской области и Бурятии. Проект утверждён постановлением Правительства РФ в 2014 году и включён в госпрограмму «Развитие науки и технологий». Финансирование до 2030 года утверждено распоряжением Правительства РФ от 7 февраля 2023 года. На первом этапе проекта уже созданы комплекс оптических инструментов (стоимость — 431 млн рублей) и многоволновой радиогелиограф (2,37 млрд рублей), в этом году началось строительство солнечного телескопа (41 млрд рублей).

Оптический комплекс служит для наблюдения за процессами в верхних слоях атмосферы Земли. В частности, с его помощью можно моделировать различные процессы в атмосфере и изучать, как меняются её свойства под действием различных космических факторов. Это позволяет прогнозировать опасные ситуации для космических аппаратов, анализировать влияние деятельности человека на атмосферу.

Радиогелиограф в составе НГГК — единственный в своём роде в мире, он должен быть сдан в этом году, сейчас проходит опытную эксплуатацию. Этот радиотелескоп будут использовать для проведения как фундаментальных, так и прикладных исследований. Например, для изучения солнечной активности, прогнозирования мощных солнечных вспышек.

Крупнейший в России солнечный телескоп с диаметром зеркала три метра будет задействован в исследовании магнитных полей, процессов выделения энергии при вспышках, а также для изучения того, как формируется солнечная активность.

СПРАВКА MASHNEWS:
В июле 2023 года Институт солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН объявил конкурсы на создание четырёх объектов:

1) Система радаров, цена контракта — 31,26 млрд рублей. Предназначена для исследований ионосферы, верхних слоёв атмосферы Земли и околоземного космического пространства с помощью зондирования радиочастотными сигналами в КВ и УКВ диапазонах. Система радаров также позволит получать высокоточные данные о расположении космических аппаратов и космического мусора, исследовать их движение.

2) Центр управления, цена контракта — 16,76 млрд рублей. Нужен для поддержки инфраструктуры Института солнечно-земной физики и Национального гелиогеофизического комплекса. В том числе для хранения и обработки данных, разработки и производства научного оборудования и т.д.

3) Лидар, цена контракта — 6,76 млрд рублей. LiDAR — это аббревиатура от Light Detection and Ranging, англ. «детекция света и расстояния». Лидары применяются для определения местоположения объектов и расстояния до них. Данные, полученные с использованием лидара, позволят исследовать влияние солнечно-земных связей на климат Земли.

4) Нагревный стенд, цена контракта — 6,34 млрд рублей. Предназначен для проведения исследований, связанных с воздействием радиоволн коротковолнового диапазона на ионосферную плазму. В лабораторных условиях практически невозможно создать ионосферную плазму в количестве, в котором она присутствует в ионосфере. С появлением нагревного стенда у учёных появится такая возможность.

Белая зона над Арктикой

Радиогелиограф (вид сверху)

Одна из важнейших задач НГГК связана с исследованием Арктики. Для контроля ионосферы Земли и других космических исследований в разных странах в Северном и Южном полушариях Земли создана сеть из 35 радаров, которые обладают близким программным обеспечением и способны обмениваться информацией друг с другом, дополняя общие данные результатами исследований в той или иной зоне.

Сеть известна как SuperDARN (Super dual auroral radar network, англ. «Двойная сеть радаров для полярного сияния»). Самые активные участники проекта — 12 стран: Исландия, Канада, Финляндия, Франция, Италия, Япония, Великобритания, Австралия, США, ЮАР, Новая Зеландия и Китай.

Но SuperDARN охватывает не всю планету: около трети арктического побережья, относящегося к территории России, выпадает из общей сети, говорит Наталья Благовещенская, доктор физико-математических наук, заведующая Лабораторией радиофизических исследований Арктического и антарктического научно-исследовательского института.

«Для мониторинга процессов в высокоширотной ионосфере используются ионозонды, станции наклонного зондирования ионосферы на сети радиотрасс, риометры, магнитометры, приём сигналов со спутников Глонасс. Но наиболее информативными являются радары некогерентного рассеяния радиоволн и когерентные КВ радары SuperDARN. А они в Арктическом регионе России отсутствуют», — поясняет Наталья Благовещенская.

Один радар системы SuperDARN, успешно зарекомендовавший себя для изучения динамических процессов в ионосфере, установлен в Екатеринбурге, но это южнее зоны полярных сияний, добавляет она.

По её словам, сейчас учёные обходятся косвенными методами изучения ионосферы над российской Арктикой. «Но важно подчеркнуть, что радары SuperDARN — единственный инструмент, позволяющий осуществлять мониторинг ионосферных неоднородностей, которые критическим образом влияют на радиосвязь, радионавигацию и т.д. Так что создание гелиогеоцентрического комплекса имеет большое значение не только для научных исследований, но и для практики», — отмечает Наталья Благовещенская.

Когда будет построена система радаров в составе НГГК, цепочка SuperDARN замкнётся и можно будет вести круглосуточный высокоточный мониторинг.

Было импортное, станет наше

Проект технологического здания для размещения оптических инструментов

До начала СВО представители иркутского института, комментируя ход создания НГГК, с гордостью говорили, что оборудование у них — самое современное, то есть импортное.

«Всё оборудование для оптического комплекса будет закупаться за рубежом, поскольку это дешевле и не потребует много времени. Приобретаемые приборы входят в линейку инструментов многих лабораторий мира. Длинные ряды наблюдений на однотипных приборах очень важны для анализа материалов, которые получены в разных регионах в разное время», — рассказывал в 2019 году научный руководитель проекта строительства оптического комплекса академик Гелий Жеребцов.

Главный подрядчик проекта отечественный — Лыткаринский завод оптического стекла (входит в Ростех). Но оптические приборы закуплены у канадской Кeo Scientific.

Первый заместитель директора института, доктор физико-математических наук Сергей Олемской сообщал в 2021 году, что солнечный телескоп проектировала бельгийская компания AMOS. Но за изготовление приборов отвечает Лыткаринский завод оптического стекла.

Тот же завод в 2018 году получил контракт на создание радиогелиографа. В документах контракта генподрядчик обосновал необходимость закупки источников питания у французской Schneider Electric, телекоммуникационного оборудования — у американской Cisco, двигателей и энкодеров — у ООО «Авитон», дилера швейцарской Regatron, аккумуляторов — у Tesla из США.

Сдавая оптический комплекс в эксплуатацию прошлым летом, представители Института солнечно-земной физики радовались, что успели получить оборудование из Канады до введения санкций. Однако большую часть НГГК будут строить уже в условиях санкций, и теперь с закупками оборудования могут возникнуть проблемы.

Учитывая информацию по объектам первой очереди комплекса, решить проблему за счёт закупок в Китае вряд ли получится. Хотя КНР наверняка сможет помочь с телекоммуникационным оборудованием. Часть оптических приборов и комплектующих (гониометры, сферометры, спектрофотометры, спектрографы и проч.) могут производить российские предприятия.

Помимо этого, согласно тендерной документации, НГГК требуются станки: токарные, круглошлифовальные, резьбошлифовальные (центр собирается заниматься и исследованиями, и разработками, и производством).

С выпуском современных станков с ЧПУ в России сложности. На многих предприятиях до сих пор работают советские токарные станки 1к62 и 16к20, которые в 1960-х выпускал «Красный пролетарий». Компания «Пумори-инжиниринг» на выставке «Иннопром-2023» в середине июля представила свою новинку — токарно-фрезерный обрабатывающий центр «Пумори» Генос ТФ-12/500. Он должен заменить легендарные советские аналоги. Но, во-первых, программное обеспечение там от японской станкостроительной корпорации Okuma, значит, есть риск, что оно станет недоступным из-за санкций. Во-вторых, по признанию самой «Пумори-инжиниринг», отечественных комплектующих в этом станке только 60%. К тому же пока он не запущен в серийное производство, а проходит испытания.

Ни в Институте солнечно-земной физики, ни в Сибирском отделении РАН пока не ответили на вопросы MASHNEWS о том, как планируется решать вопрос с оборудованием будущего гелиогеофизического комплекса.