Первая часть интервью с Тайсом де Грау (Thijs de Graauw) — заместителем руководителя проекта «Миллиметрон», директором обсерватории ALMA (2008-2013), одним из разработчиков спектрометра высокого разрешения HIFI (Heterodyne Instrument for the Far-Infrared) для космического аппарата Herschel



Почему вы решили присоединиться к проекту "Миллиметрон"?

— Раньше я работал над проектом космического телескопа "Гершель" — этот спутник проводил наблюдения в дальнем инфракрасном диапазоне. Однако у него не было преемника, который бы продолжил его дело. Но преемником "Гершеля" может стать "Миллиметрон". И я бы хотел увидеть продолжение начатых "Гершелем" исследований. Присоединиться к проекту "Миллиметрон" было для меня интересным предложением. Аналогичное приглашение я получил в своё время от проекта ALMA, где работал в период между "Гершелем" и "Миллиметроном". Задачи, которые решали и решают все эти обсерватории, очень тесно связаны между собой. Но и, конечно, я хотел помочь проекту субмиллиметровой дальней инфракрасной обсерватории следующего поколения.

В чём состоит ваша работа в проекте?

— Я выступаю в качестве консультанта по проектированию, а также налаживаю связи с иностранными исследовательскими группами в Европе, США и других странах. Стараюсь заинтересовать их нашим проектом. Но чтобы начать строить этот космический аппарат, нужно понять, насколько хорошим мы сможем его сделать. Будет ли он наблюдать на 100 мкм, на 50 мкм или только на 250 мкм. Нам ещё предстоит оценить, до каких температур в действительности можно телескоп охладить. В идеале, нам нужно 17 кулеров (систем охлаждения), которые стоят очень дорого. Понадобится более 100 млн. долларов только на кулеры. Так что нам следует сначала тщательно оценить технические возможности, и уже потом обсуждать с заинтересованными участниками конкретные детали создания инструмента.

Что учёные из других стран думают о проекте "Миллиметрон"?

— Они проявляют заинтересованность, но ждут, когда мы скажем: "У нас есть отличный “Миллиметрон". Пока его у нас нет. Все ждут конкретных результатов работы.


Космический аппарат «Миллиметрон»


Но они верят, что получится это сделать?

— Верим ли мы, что получится? Это очень сложный проект. Но лично я верю, что мы справимся.

Трудно ли налаживать сейчас международное сотрудничество?

— Для меня это не так сложно, ведь я знаю все исследовательские группы, с которыми мы хотим работать. В этой области я работаю уже почти 40 лет. Сейчас взаимодействие осложняется тем, что мы пока не можем точно сказать, насколько хорош будет наш космический аппарат. Его проектирование ещё идёт. Но ожидается, что эти вопросы решатся в течение ближайшего года.

Как по-вашему, что самое сложное в этом проекте?

— Да всё сложно. Пожалуй, самое трудное — это построить хороший телескоп. И он должен хорошо охлаждаться. Это очень непросто.

А кто уже согласен с вами сотрудничать на международном уровне?

— Сейчас наш основной партнёр — это Италия, а именно Римский университет. Они бы хотели запустить спектр-поляриметр для измерения эффекта Зельдовича—Сюняева. У них готов прототип, который уже летал на воздушном шаре, кстати, тоже в России. Они взяли на себя обязательства по постройке этого прибора. Правда, пока ещё не построили. Также они участвуют в разработке детекторов и усилителей. Вообще, многие проявляют заинтересованность проектом, но все ожидают дальнейшего развития событий. “Миллиметроном” интересуются во Франции, в Швеции, в Корее и Китае. В этом списке не только Европа.

Но чем они смогут помочь проекту?

— Частично — детекторами и приёмниками. С их знаниями и опытом это будет довольно ощутимая помощь. В России есть некоторый опыт, но космический прибор такого масштаба, работающий на столь высоких частотах, мы ещё не делали. Опыт создания подобного оборудования есть у Франции и Швеции. Китай такого ещё не делал, но у него сходные с нашими технические возможности. Корея также имеет опыт разработки похожих приёмников, и это можно использовать. Так что мы ожидаем масштабную международную кооперацию.

Аппарат в сложенном состоянии

Как считаете, есть ли у проекта "Миллиметрон" конкуренты?

— Сейчас идёт разработка проекта американского спутника, сходного по возможностям с "Миллиметроном". Причём он должен охлаждаться до более низкой рабочей температуры. Предполагается, что его сборка и запуск будут осуществлены уже после 2030 года. Но этот проект ещё должен пройти долгий процесс конкурсного отбора и оценки. Шансы невысоки, тем более, что он получается очень дорогим, на уровне "Хаббла" или JWST — около 10 млрд. долларов.

То есть "Миллиметрон" может не опасаться за первенство?

— Важно, чтобы мы всё-таки сделали наш "Миллиметрон" и сделали его хорошо. Наш самый опасный соперник — это мы сами.

Некоторые космические аппараты ранее уже работали в миллиметровом диапазоне, удалось ли им найти что-нибудь интересное?

— Предшественник "Миллиметрона" — это спутник "Гершель". Фактически это 3.5-метровый телескоп, на борту которого было три основных прибора. Космическая обсерватория функционировала более 3 лет и сделала множество открытий. Было бы интересно продолжить ее работу, для чего как нельзя лучше подходит "Миллиметрон". Можно было бы, например, изучить молекулярные облака, которые, как мы полагаем, коллапсируют и рождают звёзды. Интересно определить трехмерное распределение вещества в этих облаках, особенно в филаментах (волокноподобных структурах в межзвёздных облаках). Мы пока не можем во всех подробностях понять, как происходит рождение звёзд. Но есть догадки, что важную роль в этом играют магнитные поля. Они взаимодействуют с турбулентными областями этих молекулярных облаков и создают филаменты. А уже внутри них уплотняются облака меньшего размера, которые, коллапсируя и сжимаясь, в итоге начинают поддерживать термоядерные реакции. Так загораются звёзды.

Есть ли разница в подходе к работе у команд проектов "Гершель" и "Миллиметрон"?

— Тут довольно много различий, но, наверно, одно из самых заметных заключается в том, что "Гершель" нам не пришлось начинать с чистого листа. "Гершель" — это инфракрасный космический аппарат, а "Миллиметрон" — субмиллиметровый аппарат с системой охлаждения. Эти очень сложные технологии начали исследовать ещё в 60-х— 70-х годах. В 60-х это были в основном наземные проекты, а в 70-х мы поняли, что такими исследованиями лучше заниматься в космосе. Так что в случае с "Гершелем" была прямая последовательность от infrared space observatory (IRAS) — самого первого ИК спутника. И люди не сказали внезапно что-то вроде: "ОК, давайте построим Гершель". Среди инженеров, разрабатывавших проект, половина работала и над предыдущим спутником. 80%, почти все люди из проекта первого европейского спутника (ISON) перешли в "Гершель". Так что у них было богатое наследство в виде знаний и технологический подход. Но такого исторического наследства нет у "Миллиметрона". Оно ещё только создаётся. Зато здесь есть наследство "Радиоастрона", который также очень важен. В Европе нет ничего подобного, а здесь есть.


Макет панели главного зеркала


А что вообще "Миллиметрон" сможет увидеть?

— Эта обсерватория будет работать в субмиллиметровом и дальнем инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра. Это та область, в которой максимум чернотельного излучения приходится на низкотемпературные объекты. С помощью “Миллиметрона” мы сможем наблюдать "холодную Вселенную" — объекты с температурой порядка -200 градусов по Цельсию и гораздо ниже, до -270°C.

И что излучает на таких температурах?

— Мы планируем наблюдать холодные объекты, например, как я уже упомянул, низкотемпературные межзвёздные облака. Они состоят из газа и пыли. Эта очень холодная пыль, температурой всего несколько десятых градуса. И мы сможем увидеть, что это за объекты и где они располагаются. Также мы будем изучать газ, наблюдая линии излучения и поглощения его молекул. Так мы сможем уточнить состав этого газа: СО, формальдегид, этанол, метанол и так далее. Также “Миллиметрон” будет хорошо "видеть" очень лёгкие молекулы. Они как раз излучают в субмиллиметровом и дальнем инфракрасном диапазоне. Обычно они состоят из одного тяжёлого атома и нескольких атомов водорода. Например вода — H2O — имеет один тяжёлый атом кислорода и два атома водорода. Мы знаем, что вода очень важна для развития жизни. Но здесь есть проблема: вода в нашей атмосфере мешает наблюдать излучение молекул H2O из далёкого космоса. Поэтому “Миллиметрон” должен отправиться за пределы нашей атмосферы.

Какие астрофизические проблемы планируется попробовать решить с помощью наблюдений "Миллиметрона"? Сможем изучать экзопланеты?

— Нет, мы не сможем наблюдать экзопланеты напрямую. Это гораздо лучше делать в оптическом или инфракрасном диапазоне. Но мы сможем увидеть коллапсирующие облака, из которых как раз и рождаются звёзды и планеты. То есть мы сможем подробно рассмотреть, как это происходит. Какие молекулы, атомы и пылинки участвуют в процессе формирования звёзд. Опять же здесь всплывает проблема воды. На Земле есть океаны, но мы до сих пор точно не знаем, откуда вся эта вода там взялась. Происходило ли это в процессе образования планет, или вода была занесена на Землю гораздо позже в результате падения комет и астероидов.



"Миллиметрон" сможет взаимодействовать с другими телескопами, например с ALMA?

— Мы можем использовать “Миллиметрон” в качестве внешней станции для РСДБ (радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами). Лучшая наземная обсерватория в этом частотном диапазоне — это как раз ALMA. Она располагается очень высоко над уровнем моря, а это снижает негативное влияние на неё молекул воды в земной атмосфере. Комбинация “Миллиметрон”—ALMA позволит проводить самые точные РСДБ-наблюдения. Например, один из объектов, представляющих для нас сейчас очень большой интерес — это центр нашей Галактики. Там расположена сверхмассивная чёрная дыра, и, возможно, вместе мы сможем увидеть её так называемую субструктуру. Её ещё называют “тенью чёрной дыры”. Дело в том, что эта чёрная дыра окружена толстым дискообразным облаком пыли. Внутренняя граница этого облака — это место, где материя начинает исчезать, проваливаясь в чёрную дыру. Там выделяется огромное количество энергии. И мы прямо на краю аккреционного диска сможем всё это увидеть.

Вы стали лауреатом премии Джозефа Вебера в 2012 году. Что это за премия и за что вручается?

— Да, эта награда присуждается Американским астрономическим обществом за вклад в создание важных астрономических приборов, которые используются по всему миру. Премию я получил за два инструмента: один был установлен на ISO (Infrared Space Observatory) а другой на телескопе "Гершель". Я руководил разработкой этих инструментов.