Новые возможности
Революция технологий продолжается и ускоряется на наших глазах, и вопреки стереотипам ученые-астрономы одни из первых интегрируют в свою работу различные ноу-хау. Сегодня знания и навыки по обработке данных, которые нужны современному астрофизику, во многом схожи с работой ИТ-специалиста банка или другой высокотехнологичной организации, хотя, безусловно, имеют свою, достаточно глубокую, специфику. Скажем больше, в астрономическом мире все намного сложнее и интереснее, поскольку помимо сухих расчетов здесь есть место творческому процессу. Для примера: на сегодняшний день открыто более пяти тысяч экзопланет (планеты вне Солнечной системы), и на некоторых из них, возможно, существует жизнь. А для того, чтобы их исследовать, нужно создавать инструменты и приборы для получения новых данных.
Сейчас идет смена технологического уклада, в том числе в науке, и этот шанс, который у нас сегодня есть, нельзя упускать. Можно сказать, что наступает новый золотой период астрономии и астрофизики.
Корреспонденту «НП» довелось побывать в уникальном месте — компании «Астротехприбор», расположенной в Алматы. Там, вымеряя каждый микрон, мастера создают те самые инструменты, которые позволяют с Земли наблюдать за тем, что происходит за пределами атмосферы. Встретили нас Александр Шамро, директор предприятия, и Максим Кругов, инженер Астрофизического института имени Фесенкова (АФИФ).
— Александр, расскажите, где мы находимся и в чем заключается суть работы предприятия.
— Мы в стенах компании «Астротехприбор». Если смотреть с технической стороны, это один из партнеров Астрофизического института по производству оптики и высокоточных приборов для телескопов. Тут нельзя не рассказать про историю и начало всех дел. Для этого нужно вернуться в прошлый век, в 1983 год, когда в Алматы открыли Республиканский дворец школьников. Мы с Максимом встретились в кружке телескопостроения, которым заведовал замечательный человек — Владимир Михайлович Барбанаков. Вообще, то время мы вспоминаем с особенной теплотой. Во дворце школьников было четыре кружка астрономической направленности, их вели люди, неравнодушные и к детям, и к астрономии. Нужно обязательно напомнить их имена — это Вера Ивановна Загайнова, Ада Хафизовна Маматказина, Карим Юнусович Ибрагимов и Юрий Александрович Егоров. Кстати, с Верой Ивановной мы и сейчас периодически на связи — она живет в Канаде и весьма успешно занимается подготовкой олимпиадников для международных астрономических олимпиад.
Так вот, работа кружков Республиканского дворца школьников была очень тесно связана с Астрофизическим институтом, и многие сотрудники были руководителями кружков.
Я про это рассказываю, чтобы объяснить, что и наше предприятие, в котором вы находитесь, фактически создано на базе Астрономического клуба. Это когда молодежь, увлеченная астрономией, астрофотографией, телескопостроением, применяет свои навыки и находит реализацию своих идей. Благодаря тому, что мы работаем в постоянной связке с Астрофизическим институтом, различными учебными организациями, мы доводим идеи до их воплощения и видим реальный результат, что в настоящее время можно встретить нечасто. Сразу скажу, что вся работа, которую мы делаем, — это не ради денег и коммерческой прибыли. Конечно, это немаловажно, но важнее идея.
Еще лет пятнадцать назад в рамках выездов на наблюдения на обсерватории Астрофизического института и общения с учеными и инженерами мы поняли, что есть сильная потребность в собственном производстве оптических приборов и узлов. Вот с того момента все и пошло. Всегда было интересно видеть результат свой работы — начиная от идей, через карандаш, компьютер, станок, установку на обсерватории и, наконец, результат. Иногда опять — карандаш, станок, установка и новый результат.
Вначале у нас было некоторое недопонимание со старшим поколением ученых Астрофизического института. Существовало клише «Ну это же любители…».
На что мы отвечали, что да, мы любители в астрономии, но в инженерии мы далеко не любители. У нас за плечами и годы в ЛОМО, и сертификаты Intel, HP и так далее.
Глубина интеграции в разработку проектов «Астротехприбора» с институтом настолько велика, что фактически их можно считать единым организмом. Да и в перспективе те стратегии, которые мы обсуждаем с администрацией Астрофизического института, позволяют думать о создании оптико-механической лаборатории внутри института. Ну а мы будем помогать с подготовкой кадров.
Теперь к вопросу о том, что мы производим. Это телескопы различных систем до одного метра диаметром, оптические корректоры и различные компоненты. Алюминиевые купола для этих телескопов, опорно-поворотные механизмы для наведения и слежения за объектами как дальнего космоса, так и околоземного пространства. Различные приборы для этих телескопов — спектрографы, фотометры, поляриметры и многое другое.
Нужно понимать, что линзы и телескопы, которые мы производим, — это не рядовая техника, которую можно купить в магазине или заказать. Приобретение готовых приборов за границей также не всегда решает задачу. Дело здесь даже не в дороговизне импортной продукции, хотя это один из определяющих аргументов, а в специфике самой работы и подходе к делу.
Объясню более подробно. Допустим, приходит в Астрофизический институт молодой ученый или магистрант и изъявляет желание изучать ту или иную тему. Например, изучение горячих звезд. Для этого нужна работа на полутораметровом телескопе в режиме спектрографа с высоким разрешением (спектрограф — прибор, который разлагает свет или другое электромагнитное излучение на составляющие. — Прим. ред.). Тут подключаемся мы, инженерная группа института, и рассчитываем спектрограф под эту конкретную задачу. Дальше — обращение в «Астротехприбор» с запросом на изготовление узлов данного прибора. Здесь есть еще, конечно, ряд бюрократических ступеней, после прохождения которых начинается скрупулезная работа, в процессе которой сотрудники «Астротехприбора» дорабатывают или производят с нуля механические и оптические части прибора. Когда готов опытный образец, мы его монтируем и получаем предварительные данные. Затем проходит несколько итераций (повторение процесса. — Прим. ред.), прежде чем прибор выйдет на свою производительность. И на каждом из этих замкнутых этапов сохраняются плотная связь и общение ученого, инженера и производителя.
Такой подход позволяет добиться наилучшего результата с наименьшими затратами. С течением времени задачи, а следовательно, и потребность в компонентах оптической системы, могут меняться. Однако это не значит, что готовые изделия идут в утиль. Их можно использовать и в дальнейшем. Например, в 2022 году по заказу АФИФ «Астротехприбор» изготовил особый спектрограф, который заснял, как НАСА провело первую в истории человечества попытку изменить орбиту астероида — проект назывался NASA DART. Напомню, для этого спутник был намеренно направлен на таран в астероид «Диморфос». Наша обсерватория в Ассах снимала этот процесс полутораметровым телескопом со спектральным прибором на объемно-фазовых волновых решетках, и во всем мире оказалось не так много стран, кто смог пронаблюдать спектральные изменения. Впоследствии, опираясь на наши данные, вышли четыре или даже пять уникальных статей по этому наблюдению. Изготовленный нами прибор отлично справился с поставленной задачей и работает далее на благо науки.
— Можно ли говорить о стопроцентной локализации производства?
— Конечно, полупроводники и резисторы мы не производим. Такие запчасти миллионными тиражами производит Китай и Тайвань, где весь мир и закупается. Оптические стекла для будущих линз мы покупаем в Германии, Китае, России — там, где есть опыт качественного оптического стекловарения. Пока это все сырец, который нужно дальше круглить, шлифовать, полировать и придавать форму поверхности с точностью до 20-30 нанометров, периодически проверяя на приборах. Вот это и делают наши специалисты своими руками, в этом уникальность. Далее идет процесс напыления, сборки, настройки, установки и первых испытаний.
Опять же, когда мы получаем изображение звезд, мы видим, правильно ли рассчитали оптическую схему, обкатываем и вносим правки. В 2023 году мы установили широкопольную оптическую систему ШОС-400, благодаря которой Казахстан был официально принят в программы IAWN по предупреждению астероидной опасности. Этот прототип уникален, в мире у него есть всего два-три относительно близких конкурента. При этом по стоимости готового инструмента у нас удалось реализовать идею в десяток раз дешевле именно за счет того, что мы производим все сами. И те ребята, которые работают над такими проектами — а это вчерашние студенты, набирают компетенцию, а ее не купить.
— Если стоимость конечной продукции отличается от общемировой в разы, не рассматриваете ли вы вариант поставить производство на поток и принимать заказы из институтов других стран?
— Мы не беремся за такие вещи, поскольку своих потребностей много, и это приоритет. При этом мы открыты для сотрудничества, все зависит от загрузки. Сейчас идут очень значимые проекты по развитию казахстанской сети телескопов и Астрономическому международному хабу на базе обсерватории Ассы-Тургень. Чем важен астрохаб в Ассах? Само плато расположено на высоте 2700 метров, почва покрыта растительностью и нет пыли. Это очень важно для спектральных наблюдений дальнего космоса. Если вы посмотрите на высокогорные обсерватории по всему миру, то не найдете аналога обсерватории Ассы-Тургень. Это касается светового загрязнения от источников света и пыли в атмосфере. Да, по параметрам чистых ночей мы, конечно, не в самом сухом месте, и по дрожанию звезд уступаем и Канарским островам, и Чили, и Майданаку в Узбекистане. Но именно развитие спектральных астрономических наблюдений — это будущее астрономии, и мы тут в очень хороших условиях. Поэтому и работаем сейчас с несколькими странами по установке телескопов на обсерватории Ассы-Тургень.
В сентябре планируем устанавливать телескоп для индийской стороны. То есть монтаж будет выполняться нашими специалистами, помимо этого, какие-то приборы для этого телескопа мы можем произвести самостоятельно. Ведь всегда могут возникнуть задачи, которые нужно решать здесь, на месте.
Приведу пример. Группа нобелевского лауреата Джорджа Смута (США, Беркли) очень плодотворно работает с Назарбаев Университетом, чей телескоп установлен в обсерватории Ассы-Тургень. Брюс, один из руководителей американской лаборатории, попросил нас сделать купол со скоростью открывания не более восьми секунд и синхронным наведением телескопа на объект по алерту NASA. При этом средняя скорость раскрытия большинства классических куполов составляет минуты и десятки минут. Мы спроектировали и создали нетипичный откидной купол. В настоящий момент с этого прибора получены десятки измерений, где он первый в мире фиксировал события из дальнего космоса.
Мы постоянно находимся на связи с учеными и инженерами из разных стран, что дает понимание наших путей развития на будущее и места в настоящем. И могу вас заверить, казахстанская астрофизика известна в мире и находится на достойном уровне.
Кстати, в прошлом году, когда мы летали на конференцию AMOS на Гавайи, многие ученые там интересовались нашим опытом. В частности, тем, как мы с помощью оптического производства и реализованных практик произвели модификацию телескопов и роботизировали их. Мы изменили оптические схемы, частично механические, заменили электронные системы и провели ряд других работ, но именно благодаря хорошо налаженной коммуникации между проектировщиками, учеными и производством нам удалось добиться отличного результата.
— Вы сказали, что индийская сторона планирует поставить телескопы у нас на плато. Неужели им мало «своего» неба?
— Мы зачастую недооцениваем те места, которые есть у нас в Казахстане. Нам, на самом деле, очень повезло с плато Ассы. Я повторюсь, это уникальное место в мире, и у нашего Астрофизического института очень много измерений и публикаций, когда удавалось получить большое проницание в дальний космос, до 25 звездной величины (мера яркости объекта на небе). Это очень хороший показатель.
Через неделю к нам приезжает один из директоров канарской обсерватории, они заинтересованы в сотрудничестве. То есть мы будем организовывать выезд на обсерваторию, показывать, что можем реализовать в рамках программы астрохаба. Также будем беседовать о том, что еще мы можем предложить. В частности, у нас сейчас по миру своя собственная сеть телескопов, и мы можем брать объекты не только северного неба и долготного расположения, но и южного неба. Это тоже важно.
В продолжении, которое выйдет в следующем номере, вы узнаете о том, как наши ученые обучают телескопы «общению» между собой без участия человека.
Фото автора