Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 89

• Название: Цифровой журнал «Компьютерра» № 89
• Автор: Коллектив Авторов
• Жанр: Прочая околокомпьтерная литература

ОглавлениеСтатьи

Национальная программная платформа: успеть за шестнадцать дней Автор: Евгений Крестников

Мнения

Футурология в Сколково: какой станет Сеть через 10 лет Автор: Ирина Матюшонок

Антивирусная защита, Intel и патенты: история длиною в год Автор: Андрей Луценко

Интервью

Национальная программная платформа: Дмитрий Комиссаров («ПингВин Софтвер») о победе в конкурсе Автор: Евгений Крестников

Национальная программная платформа: Павел Фролов (ГНУ/Линуксцентр): «Огорчают шаги, предпринятые государством» Автор: Евгений Крестников

Национальная программная платформа: Леонид Ухлинов («Сириус»): "Удивляет участие «ПингВин Софтвер» в конкурсе" Автор: Евгений Крестников

Андрей Плахов («Яндекс») о поисковой технологии «Спектр» Автор: Юрий Ильин

Колумнисты

Кафедра Ваннаха: Пришествие мелкомягких роботов? Автор: Ваннах Михаил

Василий Щепетнёв: Человек и броневик Автор: Василий Щепетнев

Кафедра Ваннаха: Планшет в облаках Автор: Ваннах Михаил

Кивино гнездо: Гамбиты и Гексагоны (часть 1) Автор: Опубликовано 05 октября 2011 года

Дмитрий Шабанов: Преджизнь Автор: Дмитрий Шабанов

Василий Щепетнёв: Энергетика человека Автор: Василий Щепетнев

Александр Амзин: У пределов восприятия Автор: Александр Амзин

Кафедра Ваннаха: До и после Великого Кольца Автор: Ваннах Михаил

Дмитрий Вибе: «Душа» обязана трудиться Автор: Дмитрий Вибе

Кивино гнездо: Гамбиты и Гексагоны (часть 2) Автор: Киви Берд

Голубятня-Онлайн

Голубятня: Аудиокнига с человеческим лицом Автор: Сергей Голубицкий

Голубятня: Гений и злодейство Автор: Сергей Голубицкий

---

Однако на больших длинах волн размер зеркала более значим. Например, в сантиметровом диапазоне у шестиметрового зеркала угловое разрешение будет равно уже целым семи минутам, а это почти четверть размера Луны. Да и сигнал в радиодиапазоне часто более слаб, так что для его приёма требуется внушительная собирающая поверхность. Поэтому радиотелескопы обычно гораздо крупнее оптических, и диаметры их зеркал измеряются многими десятками метров. Технически изготовление гигантских металлических зеркал вполне достижимо, поскольку на больших длинах волн снижаются требования к качеству их поверхности. Но есть, увы, другие ограничения. Например, стометровый телескоп в Эффельсберге (Германия) весит 3200 тонн. Колоссальная масса затрудняет и сохранение формы зеркала (оно гнётся под собственной тяжестью), и управление им. При этом разрешение того же эффельсбергского телескопа в сантиметровом диапазоне измеряется десятками угловых секунд, то есть в сотню раз хуже, чем в оптике, даже с учётом атмосферных помех.

Чтобы достичь в радиодиапазоне разрешения, сравнимого с оптическим, потребовалось бы зеркало многокилометрового размера. Это, конечно, нереально. Однако природу можно слегка обмануть, заменив одно сплошное зеркало системой независимых телескопов. Если вы одновременно наблюдаете один и тот же объект с разных телескопов, а затем складываете накопленные сигналы, результирующий сигнал будет как бы получен на телескопе, размер антенны которого равен расстоянию между двумя самыми далёкими антеннами системы. Поскольку реальным объектом анализа в данном случае является интерференционная картина, возникающая при сложении сигналов, такие системы называются радиоинтерферометрическими. Для наземных радиоинтерферометров «размер зеркала» может составлять десятки, сотни и даже тысячи километров, благодаря чему достигается разрешение микросекундного уровня.

Фото: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), W. Garnier

Иными словами, мы относительно «легко» можем получать детальные изображения космических объектов в оптическом и радиодиапазонах. А вот в промежутке между ними — в дальнем инфракрасном и субмиллиметровом диапазонах — возникают большие проблемы. Во-первых, земная атмосфера в этом интервале длин волн сильно непрозрачна. Во-вторых, требования к качеству изготовления поверхности зеркал более высоки. В-третьих, и размеры зеркал также должны быть большими — и из-за проблем с чувствительностью, и из-за проблем с угловым разрешением. Поэтому оптических и радиотелескопов на Земле сотни, а инструменты субмиллиметрового диапазона можно пересчитать по пальцам.

Интерферометр же для работы на длинах волн менее миллиметра до недавнего времени в мире был только один — система SMA (Submillimeter Array), установленная на горе Мауна-Кеа (Гавайские о-ва, США). Но она состоит всего из восьми шестиметровых «тарелок», максимальное расстояние между которыми не превышает полукилометра, что сопоставимо с размерами «цельных» радиотелескопов.

О создании более солидного интерферометра миллиметрового и субмиллиметрового диапазона в конце 1980-х — начале 1990-х годов одновременно задумались американские, европейские и японские астрономы. Три таких телескопа были бы для мирового астрономического сообщества излишней роскошью, и отдельные проекты были объединены в общую систему. В настоящее время она создаётся силами консорциума, в котором участвуют США, Европа (Европейская южная обсерватория), Япония, Тайвань, Канада и Чили. Чилийская пустыня Атакама выбрана для установки ALMA из-за своей сухости: в качестве основной помехи для космического субмиллиметрового излучения выступает атмосферный водяной пар. Площадка поперечником около 20 км для установки антенн расположена на высоте 5 км.

Всего в состав ALMA будет входить 66 «тарелок» — 54 антенны диаметром двенадцать метров и двенадцать семиметровых антенн. Основная часть интерферометра будет состоять из пятидесяти двенадцатиметровых антенн. Их можно будет как размещать тесной группой поперечником около 150 м, так и распределять по всей территории с максимальным расстоянием между антеннами 16 км. Для перевозки антенн с позиции на позицию в Германии сделали два супертранспортёра (у них даже есть собственные имена — Отто и Лор) длиной 20 м и шириной 10 м, способных работать на пятикилометровой высоте. Остальные антенны войдут в состав Атакамской компактной системы (Atacama Compact Array), которая будет дополнять данные интерферометрии изображениями более низкого углового разрешения.

Фото: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Rossi (ESO)

Сейчас ALMA готова примерно на треть, и этого уже достаточно, чтобы начать научные наблюдения. Первая фаза наблюдений называется «нулевым циклом» — ALMA Early Science Cycle 0. Она началась 30 сентября 2011 года и продлится примерно девять месяцев. В конце марта 2011 года был объявлен сбор наблюдательных заявок на этот период. Их поступило более девятисот, но окончательный отбор прошло всего 112 проектов. Главный объект для исследований в субмиллиметровом диапазоне — относительно холодный межзвёздный и околозвёздный газ. Кроме того, с высоким угловым разрешением нужно наблюдать что-то большое, но далёкое или мелкое, но близкое. Поэтому в основном заявки посвящены межзвёздной среде в очень далёких галактиках и протопланетным дискам и оболочкам у близких звёзд.

Лично меня по специфике моей работы больше всего радуют планы в отношении дисков. Даже ближайшие к нам протопланетные диски имеют угловые размеры порядка нескольких угловых секунд, и потому даже в лучшие однозеркальные радиотелескопы они не видны как протяжённые объекты, то есть не видна их структура. Строго говоря, это означает, что мы, возможно, проявляем чрезмерный энтузиазм, называя эти диски протопланетными. Последние несколько лет почти каждый доклад по строению околозвёздных дисков, да и вообще по ранним стадиям звёздообразования заканчивался одним и тем же припевом: «Пока мы, конечно, ничего этого не видим. Но вот начнёт работать ALMA…» И вот этот долгожданный день настал. Теперь у нас появится возможность исследовать предполагаемые будущие планетные системы, выйдя за пределы художественного образа средней температуры по больнице. Уже первые месяцы наблюдений наконец-то покажут (будем надеяться), из чего на самом деле состоит протопланетное вещество — например, насколько эффективно в нём на допланетном этапе синтезируется органика, насколько верны наши представления о механизмах конденсации планетных тел и пр.

Хочется верить, что и в других областях ALMA будет не менее полезна. В списке целей нулевого цикла значатся не только галактики и протопланетные диски. В нём есть и более близкие объекты: спутник Сатурна Титан, сам Сатурн, Венера, спутник Юпитера Ио, комета Еленина… В более отдалённых планах присутствуют даже наблюдения Солнца. Так что новые открытия будут происходить как на окраинах Вселенной, так и у нас под боком. Наверное, не будет большим преувеличением сказать, что осенью 2011 года в наблюдательной астрономии началась новая эпоха.

К оглавлению

Кивино гнездо: Гамбиты и Гексагоны (часть 2) Киви Берд

Опубликовано 07 октября 2011 года

Это продолжение. Первую часть статьи читайте здесь.

Чтобы суть странноватого шпионского перформанса стала если и не ясна, то хотя бы чуть более понятна, потребуется представить сюжет о GAMBIT и HEXAGON в общем историческом контексте, попутно напомнив о крайне сложной и противоречивой позиции NRO относительно рассекречивания своих тайн.

Американская спецслужба космической разведки была создана осенью 1961 года, то есть под самый занавес президентства Дуайта Эйзенхуэра. Завеса секретности вокруг NRO была столь плотной, что официально сам факт её существования не признавался властями США свыше тридцати лет – вплоть до 1992 года. Лишь по инициативе Билла Клинтона, который в первый срок своего пребывания в Белом доме энергично взялся за разгребание излишней и чересчур обременительной государственной секретности, к середине 1990-х годов появилось немало подробностей о тайной деятельности американских спецслужб, включая и космическую разведку.

В частности, в 1995 году Клинтон подписал специальный исполнительный указ, предписывавший рассекретить самую первую спутниковую программу разведки под названием CORONA, запущенную ещё в конце 1950-х годов. Это предписание было выполнено достаточно быстро, хотя и известно, что при очевидном сопротивлении со стороны руководства NRO.

Эволюция разведывательных спутников США

Сразу вслед за этим, согласно исторической хронологии, должны были быть рассекречены следующие крупномасштабные программы, GAMBIT и HEXAGON. Программа GAMBIT была начата в 1960 году, а первый запуск соответствующего аппарата состоялся в 1963-м. Программа HEXAGON стартовала в 1966-м, с выводом на орбиту первого спутника в 1971 году. Обе эти программы существенно различались в технических возможностях используемой техники и, как бы дополняя друг друга, просуществовали до середины 1980-х годов.