Главный научный сотрудник ФИАН, докторфиз.-мат. наук, Лауреат Государственной премии СССР,
профессор Роман Леонидович Сороченко.
 
РАДИОАСТРОНОМИЯ В ФИЗИЧЕСКОМ ИНСТИТУТЕ им. П.Н. ЛЕБЕДЕВА:
ПЕРВЫЕ ШАГИ
 
В этом году отечественная радиоастрономия отмечает свое 65-летие. 20-го мая 1947г. в СССР была выполнена первая экспериментальная   работа по радиоастрономии, получившая всемирное признание: наблюдение радиоизлучения Солнца во время его затмения.
 
Физический институт им.П.Н. Лебедева играл ведущую роль в этой работе и по праву считается основоположником радиоастрономии в нашей стране. В предвоенные годы в ФИАНе сформировалась сильная радиофизическая школа Мандельштама-Папалекси. Заведующий лабораторией колебаний академик Н.Д.Папалекси, крупнейший специалист в области радиосвязи, увлекался астрономией, думал о радиолокации Солнца. В 1946 г. он попросил молодого теоретика ФИАН В.Л.Гинзбурга рассчитать такую возможность. Ответ был отрицательным: Солнце будет поглощать радиоволны, но корона Солнца должна быть мощным источником радиоизлучения на метровых волнах.
 
Проверить теорию можно было, наблюдая радиоизлучение Солнца при его полном затмении. Ближайшее такое затмение должно было происходить в Бразилии в 1947 г. Н.Д.Папалекси берется за организацию экспедиции, но осуществить свой замысел не успел. Он скоропостижно умер 3-го февраля 1947г. Эстафету принял С.Э.Хайкин, заведующий сектором лаб. колебаний ФИАН. Наблюдения затмения прошли удачно. Они подтвердили выводы теории о радиоизлучении короны Солнца на метровых волнах.
 
Успех в наблюдениях затмения вдохновил С.Э. Хайкина. Он предлагает    обширный план развития радиоастрономии в нашей стране, понимая при этом, что нужно серьезное развитие экспериментальной базы, создание крупных   антенн и высокочувствительной аппаратуры. И самое главное нужны были квалифицированные специалисты, способные  создать такие средства. С.Э.Хайкин предложил программу, в которой создание радиоастрономической базы, формирование коллективов осуществлялось через решение важной для государства практической задачи. Такой задачей было получение крайне важных для радиолокации данных о рефракции и поглощении радиоволн во всей толще земной атмосферы. Хайкин предложил получить эти данные, используя внеземные генераторы - Солнце, Луну, другие, известные к тому времени дискретные источники радиоизлучения.
 
Программа С.Э. Хайкина была поддержана АН СССР и в 1948г. оформлена Постановлением Правительства. Для осуществления предложенной программы ФИАН, и Горьковскому Университету, участвовавшему в этой работе, были выделены необходимые материалы и оборудование, штаты, финансирование. В Физическом институте основной экспериментальной базой радиоастрономии становится Крымская экспедиция ФИАН.
 
Исторический для нашей радиоастрономии 1947-й год был также весьма важным и в моей жизни. В этом году, демобилизовавшись из армии, я был принят в только что образованный физико-технический факультет МГУ - Физтех. Нашу группу радиофизиков курировал академик М.А.Леонтович, который после смерти Н.Д. Папалекси стал зав. лабораторией колебаний. ФИАН был базовым институтом Физтеха и уже в 1949г. я с частью  нашей группы был направлен для прохождения практики в Крымскую экспедицию (КЭ). Так моя судьба пересеклась с судьбой радиоастрономии, что продолжается до настоящего времени.
 
Крымская экспедиция, начальником  которой в это время был А.Е.Саломонович, состояла из двух отрядов: в Алуште и на г.Кошка, рядом с Крымской астрофизической обсерваторией. Я попал в Алуштинский отряд, который располагался в Рабочем уголке в 2-х км от Алушты. На небольшом участке, на самом берегу моря были построены финский дом с подвалом для мастерской и каменный сарай, где был установлен дизель. В отряде, которым руководил В.В.Виткевич, монтировались зеркала диаметром 3 метра. С их помощью на волне 50 см, а затем 20 см должно было приниматься радиоизлучение Солнца при восходе над морем и определяться рефракция. Одновременно для этой же цели шло приспособление канадского радиолокатора СОН 3К 10 см диапазона, располагавшегося во вращающемся фургоне с двумя метровыми зеркалами. Я был подключен к этим работам.
 
По окончании Физтеха в 1952 г. я был зачислен радиоинженером в сектор радиоастрономии лаб.колебаний ФИАН и направлен в КЭ, в отряд на г.Кошка, где располагалась основная часть экспедиции. Там создавались наши первые крупные радиотелескопы. Их основой в большинстве случаев явились радиолокаторы Второй Мировой войны, которые были переданы ФИАН для осуществления предложенной С.Э.Хайкиным программы. Какие же это были радиолокаторы и как они становились радиотелескопами? Поясню это на примере «Большого Вюрцбурга», в преобразовании которого мне пришлось принять непосредственное участие. Этот радиолокатор с 7,5м параболическим зеркалом, в свое время входил в систему ПВО Берлина, других городов Германии, где располагались авиационные заводы, и был привезен в СССР в качестве трофея. Две его основные части оказались в разных местах. Каркас зеркала находился в Москве, а поворотное устройство - в Ленинграде. Все это привезли в Крым. Было необходимо не просто восстановить зеркало локатора, а существенно улучшить точность его поверхности. Локатор работал на волне 75 см, а радиотелескоп для решения поставленных задач должен был работать на более короткой волне 10 см. Для этого сетчатую поверхность зеркала надо было заменить сплошной, а каркас сделать более точным. Усилиями пионеров нашей радиоастрономии Н.Л.Кайдановского, А.Е. Саломоновича и П.Д Калачева эта задача была решена.
 
Передо мной была поставлена задача оснастить радиотелескоп «Большой Вюрцбург» чувствительной аппаратурой 10 см диапазона с тем, чтобы можно было принимать радиоизлучение не только Солнца, но и Луны. Такая необходимость вытекала из того, что по Постановлению Правительства КЭ должна была измерять рефракцию радиоволн и определять поправки к наведению радиолокаторов. Но ночные поправки могут отличаться от дневных и их надо было определить. Солнце для этого не годилось, нужен был ночной источник. Таким источником была Луна, которая в см диапазоне после Солнца была наиболее интенсивна, но все-таки слабее его в десятки раз. В то время на волне 10 см излучение Луны еще никто не принимал. Была сконструирована специальная система облучения с большой угловой апертурой (Вюрцбург был очень светосильным инструментом) и создан модуляционный радиометр на волну 10 см с чувствительностью 1 К/сек. Это была очень хорошая для того времени чувствительность. Задачу удалось решить, излучение Луны было принято.
 
Второй достаточно мощный для своего времени радиотелескоп, сооруженный на горе Кошка, предназначался для метрового диапазона. Его основой явился  американский радиолокатор СЦР-627 на волну 1,5 м. Решетчатая синфазная антенна этого локатора, предназначенного для обнаружения самолетов, которые  появлялись из-за горизонта, могла вращаться только по азимуту. Радиотелескоп с такими свойствами не мог обеспечить измерения рефракции при разных углах места. Однако П.Д.Калачеву удалось найти конструктивное решение, обеспечившее вращение антенны по углу места. На этом радиотелескопе кроме измерений рефракции были проведены многочисленные исследования радиоизлучения Солнца в диапазоне 1,5 м.
 
Жизнь подтвердила правильность программы С.Э.Хайкина. Опираясь на прикладную работу, в ФИАНе за 4 года была создана экспериментальная база и сильный коллектив специалистов. В 1952г. начальником Крымской экспедиции был назначен В.В.Виткевич. По его инициативе в КЭ помимо Кошки и Алушты начала создаваться крупная база в Кацивели. Для этой базы ФИАН получил почти километр Южного берега Крыма за Симеизом. Здесь начали создаваться 2 полноповоротных радиотелескопа В-3 в виде усеченных параболоидов 18х8 метров, конструкция которых была разработана П.Д.Калачевым.
 
Один из радиотелескопов В-3 предназначался для наблюдений линии водорода на волне 21 см. Для исследования этой линии в ФИАНе в 1952г. под руководством Б.М.Чихачева была создана группа «монохроматическое излучение». Я был включен в эту группу и взялся за разработку необходимого для исследований аппаратурного комплекса, включающего радиоспектрометр высокого разрешение. Задача была не простая. До того, как мы приступили к работе, линию 21 см, теоретически предсказанную Ван-де Холстом (Голландия) и И.С.Шкловским, уже  наблюдали за рубежом. Она была обнаружена в 1951г. почти одновременно в США и Голландии. Надо было создать более совершенные экспериментальные возможности. Были большие трудности с приобретением материалов и, особенно, измерительных приборов. Нашей группе из 4-х человек понадобилось три года напряженного труда, чтобы сделать и запустить на радиотелескопе весь комплекс аппаратуры от облучателя антенны до блоков питания. Радиотелескоп был также оснащен весьма совершенной системой автоматического наведения и слежения за источником. После этого в КЭ начались систематические наблюдения в линии 21 см. Это были первые в нашей стране исследования по радиоастрономической спектроскопии.
 
В 50-х годах большая часть сотрудников КЭ занималась исследованиями радиоизлучения Солнца под руководством В.В.Виткевича. Для этих целей использовался второй телескоп В-3 и 31-метровый неподвижный радиотелескоп РТ-31, выполненный в виде земляной чаши. Точность его параболической поверхности, обеспечивавшая проведение наблюдений вплоть до волны 3 см, была достигнута с помощью ножевого шаблона. Этим же шаблоном контролировалось бетонирование и «железнение» поверхности. Ось РТ-31 была направлена на склонение Крабовидной туманности, а установленная в фокальной плоскости каретка с облучателями и приемной аппаратурой могла перемещаться в пределах 4 градусов от оси в двух ортогональных направлениях, производя сканирование по склонению и прямому восхождению. На этом радиотелескопе было получено двухмерное радиозображение Солнца в диапазоне см. волн, установлена корреляция областей повышенного радиоизлучения с наблюдаемыми в оптике корональными конденсациями (В.В.Виткевич, А.Д.Кузьмин, А.Е.Саломонович, В.А.Удальцов).
 
В 1951 г. В.В. Виткевич высказал идею исследования солнечной короны методом «просвечивания» ее излучением Крабовидной туманности. Ежегодно 14-15 июня происходит сближение этой туманности с Солнцем до расстояния в 4,5 радиуса Солнца, так называемое затмение Краба. Наблюдая в это время изменения его излучения, можно получить сведения о параметрах   короны Солнца. Для ослабления излучения самого Солнца, превышающего излучение Краба, В.В.Виткевич предложил интерференционный метод приема, с базами интерферометра, подобранными таким образом, чтобы ширина интерференционного лепестка оказывалась меньше углового размера Солнца, но больше размеров Краба. Исходя из этих соображений, в КЭ был создан ряд интерферометров метрового диапапазона и было установлено, что корона Солнца простирается до нескольких десятков его радиусов, почти до орбиты Меркурия. За открытие сверхкороны Солнца В.В. Виткевичу в 1961г  был выдан диплом на открытие, а в 1968г.- присуждена Государственная премия СССР.
 
 Во второй половине 50-х годов Крымская экспедиция (Крымская станция) становится крупнейшим центром экспериментальных радиоастрономических исследований в нашей стране. Они проводились по различным направлениям. Помимо указанных выше работ по Солнцу и в линии 21 см, в КЭ проводились исследования дискретных источников радиоизлучения. Наиболее подробно с помощью радиотелескопа РТ-31 исследовалась Крабовидной туманность. В ее радиоизлучении на волне 9,6 см была обнаружена линейная поляризация (А.Д.Кузьмин и В.А.Удальцов). Радиоастрономическими методами исследовалась ионосфера (Ю.Л.Кокурин). Развивалась экспериментальная база. В небольшой станции был самый мощный в Крыму (может быть, за исключением Севастополя) токарный станок ДИП-500.  На станцию для проведения наблюдений и получения опыта работы на радиотелескопах приезжают сотрудники других организаций, многочисленные студенты. Так, только на установке 21 см. проводили наблюдения, были на практике и выполняли дипломные работы такие в будущем известные радиоастрономы, как Н.С.Кардашев, Т.А. Лозинская, М.ИПащенко, Г.Товмасян, Р.Д.Дагкесаманский, И.В.Госачинский, Г.Б.Шоломицкий.
 
В 1958г., когда в СССР начала осуществляться программа по запуску космических ракет на Луну, выяснилось, что только радиотелескопы Крымской станции ФИАН могут обеспечить надежный прием передаваемой с борта информации и определить траекторию полета. На Крымскую станцию приехал С.П.Королев, президент АН СССР М.В.Келдыш и др. руководящие работники. Весь коллектив станции и ее инструментальный потенциал были подключены к проведению работ по космической тематике. На базе 2-х антенн В-3 был создан интерферометр с базой 175,9 м., с помощью которого с очень большой для того времени точностью (около 1 угл.мин.) определялась траектория полета. Было определено точно место прилунения второй советской космической ракеты, достигшей Луны 14.09.1959г. (В.В.Виткевич, А.Д.Кузьмин, Л.И.Матвеенко, Р.Л.Сороченко, В.А.Удальцов).
 
В конце 50-х годов радиоастрономические исследования из Крыма начали переводиться в Пущино. Там в соответствии с распоряжением СМ СССР от 11 апреля 1956г. создавалась Пущинская радиоастрономическая станция (ПРАО) ФИАН. Переводились установки и сотрудники. В 1959г. в ПРАО был введен в действие уникальный 22 м радиотелескоп, способный работать до волны 8 мм - РТ-22, создавался крупнейший радиотелескоп метровых волн ДКР-1000. В настоящее время ПРАО Астрокосмического центра ФИАН - хорошо известная в мире обсерватория, в которой проводятся обширные радиоастрономические исследования. По некоторым из направлений ПРАО занимает лидирующее в мире положение.
 
Готовя эту статью, я как бы окунулся в прошлое. И должен сказать, что прошлое отечественной и, в частности, фиановской радиоастрономии вызывает чувство уважения и, можно сказать, гордости. Радиоастрономия в нашей стране зародилась сразу после тяжелейшей войны. И вот в 1947 г. эта сильно разрушенная войной страна находит у себя силы и средства для организации дорогостоящей экспедиции, целью которой было получение чисто фундаментальных знаний: есть ли у Солнца радиокорона или нет.
 
В последующие годы в ФИАНе за короткое время, сначала в Крыму, а затем в Пущине, были построены весьма совершенные для своего времени радиотелескопы и аппаратурные комплексы. По ряду направлений мы смогли превзойти мировой уровень. Возьмем радиотелескоп РТ-22. В его создании проявился большой организаторский талант А.Е. Саломоновича - телескоп был построен очень быстро, меньше, чем за три года, и конструкторский талант П.Д. Калачева, который разработал телескоп  со значительным опережением своего времени. Он превосходил все существующие конструкции и оставался лучшим в своем классе более 20 лет. На телескопе было получен ряд первоклассных научных результатов. Ветеран отечественных радиотелескопов - радиотелескоп РТ-22 ФИАН и на сегодняшний день в строю. Он обеспечивает проведение наземных радиоастрономических наблюдений и, как станция слежения за космическим радиоизлучением, - выполнение программы «Радиоастрон».
 
Р.Л.Сороченко. Пущинская Радиоастрономическая Обсерватория
Астрокосмического центра Физического института им. П.Н.Лебедева РАН
 
 
http://www.sai.msu.su