Луч в небе. Что за «космическое око» 20 лет наблюдает за спутниками с Алтая

1 августа Алтайский оптико-лазерный центр имени Германа Титова отметил 20-летие. За эти годы для жителей села Саввушка Змеиногорского района, в окрестностях которого расположен этот объект, стал привычным его круглый серебристый купол. Он хорошо виден на ближней горе. Время от времени его створки распахиваются. По ночам в ясную погоду оттуда тянется в небо тонкий зелёный луч лазера, если атмосфера не столь чистая, луч размывается и становится виднее. Это необычное явление, рождающееся в недрах купола, поначалу вызывало пересуды у жителей Саввушек и окрестных сёл.

Рождение лазера

Некоторые из них были совсем невероятные. Шептались, что от лазера коровы перестают доиться, засуха случается, а мужики теряют свою силу. Другие предполагали, что из-за него сусликов в степи не стало, ушли подальше и молодёжь уезжает в город, а урожайность зерновых на полях снижается. Такие разговоры в первые годы то стихали, то возобновлялись, когда возникал очередной природный катаклизм или кто-то пытался найти внешние причины своих жизненных неудач.

«Они возникают от незнания, а отчасти – от суеверия», – пояснил генеральный директор Московской научно-производственной корпорации «Системы прецизионного приборостроения» Юрий Рой, в которую входит Алтайский оптико-лазерный центр. Он регулярно прилетает на Алтай, чтобы побывать в подведомственном ему центре. Зная об этих пересудах, при первом знакомстве с корреспондентом он уточнил:

«Лазер – это энергия карманного фонаря. Какой вред он может нанести окружающей среде? Будете там – можете сами проверить. Для этого надо только подставить под луч ладонь. Максимум, что почувствуете, – очень лёгкое покалывание».

«Радуга» с радио. Коллеги космонавта Анны Кикиной о её работе диджеем Подробнее

Позже мне удалось это проверить. По крутым лестницам поднялись в купол на уровне третьего этажа. Его створки оказались немного приоткрыты, солнечные лучи падали на станину телескопа, но и днём был хорошо виден тонкий зелёный луч, рождающийся между двумя небольшими плоскостями аппарата. Он проецируется на верхнюю часть внутренней стенки купола и расплывается там небольшим круглым пятном. Действительно, похоже на след от карманного фонарика. Зрелище завораживало. С некоторой опаской рубанула луч ребром ладони и… ничего не ощутила. Снова опустила руки в лазерную установку – на ладони затрепетал зелёный огонёк. Кстати, с третьего этажа купола вид на село Саввушка, расположенного в двух километрах, и на живописные окрестности, как с высоты птичьего полёта.

По словам специалистов, решаемые ими задачи можно разделить на три большие категории: измерение дальности нахождения космических аппаратов, их угловых координат и фотометрия (измерение блеска). Комплекс отслеживает аппараты, появляющиеся в зоне его видимости. Если спутник поднялся на десять градусов над линией горизонта, они его фиксируют и ведут дальше, пока он снова не снизится почти к самому горизонту. Там его подхватывает следующий мобильный центр, не такой большой, как наш, но выполняющий почти те же функции. Для эффективного наблюдения необходима ясная погода, а сам космический объект должен быть освещён солнцем.

Как они говорят, получить видеоизображение всегда интересно, особенно если аппарат вывели на орбиту, а он молчит. Можно попытаться установить причину. В таких случаях эффективны видеоизображение и фотометрия, которые могут подсказать, что не открылась панель или аппарат вращается. Как только он теряет стабилизацию, автоматически становится космическим мусором, куском железа на орбите.

С чего всё начиналось?

Директор Алтайского оптико-лазерного центра Евгений Шулов вспоминает:

«Прежде чем разместить здесь нашу оптику, в 1993 году для выбора участка в край прибыла рекогносцировочная комиссия, которую возглавил тогдашний генеральный конструктор предприятия Виктор Шаргородский. В нескольких точках края проводили исследования прозрачности атмосферы, взяли у метеослужбы статистические данные по наибольшему количеству ясных дней и ночей и на их основании нашли оптимальный вариант – район села Саввушка. Здесь их бывает до 160 в году, что благоприятствует наблюдениям. Это одно из лучших мест в России.

Кроме того, тут были готовая инфраструктура, дороги, недалеко – населённый пункт, а значит, людские ресурсы. Поэтому здесь и началось строительство центра. Чтобы атмосфера была поменьше, мы должны максимально приподняться на уровнем моря. Можно было бы облюбовать гору Синюху или вершину в Республике Алтай, но чтобы туда попасть и обосновать центр, средств потребовалось бы в разы больше».

На орбите ГЛОНАСС

«Первая задача центра – получение высокоточных, эталонных измерений спутников системы ГЛОНАСС, что позволяет вычислять их орбиту и определять местонахождение объектов на поверхности Земли, – говорит его директор Евгений Шулов. – Это одно из существенных направлений работы сети российских лазерных станций, в которую мы входим. Навигационные аппараты снабжены уголковыми отражателями (самый простой пример – катафот на велосипеде, возвращающий свет обратно). Они дают возможность получать от них ответ при помощи слабосильного измерительного лазера, такого как у нас. Точность измерения уже доведена до нескольких миллиметров. ГЛОНАССы летают на высоте 20 тысяч километров. Максимальная дальность измерений нашего телескопа – 40 тысяч километров. Это геостационарная орбита, на которой «висят» спутники-ретрансляторы.

Вторая задача – определение состояния космического аппарата, когда он находится в аварийной ситуации. Если связь с ним потеряна, он начинает совершать хаотичные обороты вокруг нескольких осей, мы фиксируем изменение блеска, определяем их периодичность, выделяем несколько гармоник и таким образом определяем, в каких плоскостях он вращается. Можем определить, например, что его правая или левая батарея не раскрылась, и сообщить об этом в ЦУП. Оттуда поступает повторная команда, аппарат стабилизируется, начинает слушаться – спасены миллиарды рублей.

И третье – получение детальных изображений низкоорбитальных спутников для оценки их работоспособности. Там же находятся некоторые другие спутники, в том числе иностранные, на которые любопытно было бы посмотреть, хотя бы что они из себя представляют внешне, так как никакой открытой информации в печати о них не существует и замыслы их неизвестны. Кроме того, Роскосмос ставит перед нами задачу по отработке стартов кораблей с Байконура. В случае необходимости можем за ними наблюдать и вычислить, куда ступени упадут».

Разглядеть высоту 400 тысяч километров

На нижней площадке центра, там, где мне удалось увидеть рождение лазера и коснуться его, уже 20 лет действует телескоп траекторных измерений с зеркалом диаметром 60 сантиметров. С его помощью инженеры определяют координаты космических объектов, удалённых от Земли на расстояние до 40 тысяч километров. За ночь они отслеживают до 50 спутников. 

За последние годы на территории центра, на высоте 700 метров над уровнем моря (гора Большая) построили ещё один крупный комплекс для оптического телескопа с диаметром зеркала 3 метра 12 сантиметров, массой 85 тонн. Он превзойдёт действующий в разы. Это будет первый такой телескоп в России и всего второй в мире. Возведённое бетонное гнездо для него высотой с 12-этажный дом, от основания до перекрытия – 45 метров. С помощью уникального телескопа можно будет разглядывать объекты, удалённые от Земли на расстояние до 400 тысяч километров, получать изображения космических объектов с большим разрешением, отслеживать перемещение космического мусора и тем самым не допускать столкновения с ними действующих аппаратов, в том числе МКС.

По словам специалистов, мощный телескоп поможет им наблюдать за работой космических объектов, вращающихся на низких орбитах, где больше всего спутников. Новейшая оптика, разработанная российскими учёными, позволит получать изображения мельчайших деталей космических аппаратов, следить за штатной работой систем в космосе.