Как над Архангельском искусственное полярное сияние создавали

17 ноября 2020 года на военный космодром Плесецк в Архангельской области прилетел министр обороны РФ Сергей Шойгу. Главком Воздушно-космических сил генерал-полковник Сергей Суровикин доложил ему, что 24 ноября ракета «Союз-2» выведет на орбиту три спутника связи «Гонец-М», которые войдут в группировку спутниковой системы «Гонец-Д1М», предназначенную для глобальной связи, включая удаленные и труднодоступные районы и Крайний Север.

Своим появлением в конце 1980-х спутники связи открыли новую страницу в истории связи, призакрыв предыдущую страницу — коротковолновой радиосвязи. КВ-радиосвязь с тех пор нужна не везде и не всегда — севернее 70−80 широты, где нет спутников, в случае их отключения, как это сделали США, отключив GPS во время «2-й войны в заливе», а также в некоторых случаях кораблям-самолетам. Вместе с КВ-радиосвязью аутсайдером стала целая отрасль науки и техники, а Архангельская магнитосферная обсерватория на Андриановом острове перестала существовать.

Радиосвязь зависит от магнитного поля и ионосферы Земли

Земля — большой магнит. Магнитное поле защищает жителей планеты от губительного воздействия космических частиц, например, «солнечного ветра», изменяя траекторию их движения. Поле и «солнечный ветер», еще и создатели полярных сияний. Ленты полярного сияния развеваются на тысячи километров, их высота составляет сотни километров, а толщина — сотни метров. Занавес прозрачен, сквозь него можно видеть звезды, нижний край окрашен в красный или розовый цвет, а верхний исчезает где-то высоко-высоко. На Русском Севере полярные сияния называли «пазорями» или «сполохами». «Пазори» — от слова «заря», а «сполохи» — от «полошить» — поднимать тревогу на пожаре.

От магнитного поля Земли и ее ионосферы зависит качество радиосвязи, наблюдения за ними и прогноз состояния необходимы при определении сроков военных, космических и других важных операций.

Институт земного магнетизма и ионосферы Академии наук СССР (ИЗМИРАН) с конца 1950-х вел наблюдения солнечной активности для обеспечения радиационной безопасности космонавтов, а с 1966 стал головным институтом Академии наук по наблюдениям за магнитным полем Земли и ее ионосферой.

Обсерватория на Адриановом острове Северной Двины

Александр Зайцев, 80 лет, доктор физико-математических наук, научный сотрудник ИЗМИРАН: «В 1957−58 году прошел Международный геофизический год, после которого руководство СССР пришло к выводу, что обсерваторий у нас не хватает. Совмин принял решение открыть 12 КМИСов — комплексных магнитно-ионосферных станций. На субавроральной магнитной широте возникли Лопарская, Архангельская, станции в Салехарде, Тикси, Певеке, Подкаменной Тунгуске, Якутске.

В Архангельск выехали сотрудники ИЗМИРАН во главе с Харлампием Канониди, им понравилось село Вознесенье на Андриановом острове напротив Архангельска. Оформили документы на землю, начали строительство, и лишь тогда поняли, как ошиблись с широтой. Вознесенье было на 10 км южнее линии, по которой устанавливались льготы Крайнего Севера. Но для советских людей материальный интерес не был главным, работали за идею.

Строительство обсерватории началось в 1964 году. За 3,5 года были построены техническое здание, магнитные павильоны, жилой 24-квартирный дом со всеми удобствами, гараж, котельная, трансформаторная подстанция, водонасосная станция, очистные сооружения. Люди жили по-разному, кто-то ездил на рыбалки, по грибы, в город, а кто-то спивался. Вроде приехал молодой, а через три года спился».

Поднявшаяся с полетом Гагарина волна космического энтузиазма в начале 1970-х стала еще выше благодаря писателям и режиссерам — фантастам. Дети на всю жизнь запомнили фильмы «Москва-Кассиопея» (1973), «Отроки во Вселенной» (1974), «Тайна железной двери» (1971). А взрослые смотрели вышедший на экраны в 1972 году «Солярис» Тарковского — с любимцем женщин Донатасом Банионисом и звездным букетом — Натальей Бондарчук, Анатолием Солоницыным, Юри Ярветом, Владиславом Дворжецким. Работники обсерватории с их прогнозом полей и устойчивостью связи находили себя в «Солярисе» Станислава Лема.

Станислав Лем, польский писатель-фантаст, роман «Солярис»: «Я сидел у огромного иллюминатора и глядел на Океан… Рапорт составленный за пять дней, теперь представлял собой пучок воли, мчащийся в пустоте, где-то за созвездием Ориона. Когда пучок достигнет темной пылевой туманности… он попадет в первый из цепи передатчиков. Оттуда от одного ретранслятора к другому, прыжками длиной в миллиард километров, он будет нестись по огромной дуге, пока последний передатчик, металлическая глыба, до отказа набитая точными приборами, …не соберет лучи еще раз и не направит их дальше в пространство, к Земле.

Потом пройдут месяцы, и такой же пучок энергии, направленный с Земли… помчится к двойному солнцу Солярис.

Сигналы возвестят о приближении металлического исполина, который с протяжным ревом гравитаторов опустится над Океаном. Это будет или «Улисс», или «Прометей», или какой нибудь-другой громадный крейсер дальнего космического плавания… А потом корабль мягко поднимется, полетит быстрее звука, оставляя за собой достигающий Океана грохот…».

Плавание в прошлое космонавтики

На остров, в село Вознесенье, в прошлое космических наблюдений, можно попасть из Архангельска на теплоходе или на моторке. К тайне и загадкам ездят на соответствующем транспорте, и я выбрал моторку. Погода соответствовала — нечто среднее между каплями дождя и туманом висело над рекой. Из серого морока выплыл Андрианов остров с куском бетонного причала.

В проводники вызвалась Наталья Рудкина, девушка с Вознесенья, помнившая еще обсерваторию и обсерваторских. Рудкины отсюда родом, Валентина Алексеевна — глава Приморского района, живет с дочерью Натальей и внучкой, сохранив на острове родовой дом. Дом, по словам Натальи, большой, в его цокольном этаже в 1920—1930-е годы дедЫ Рудкины организовали мебельную артель. Комод рудкинского производства, стоящий в музее Вознесенья, не шедевр, но в первые годы советской власти, когда не было ничего, требовались именно такие — недорогие, без излишеств.

К бывшей обсерватории, где сейчас сельский клуб, вела прямая, как линейка, бетонная дорожка. Аллея навевала фантазии о закрытых космических городках. У крыльца встречали скамейки, с планетами и орбитами из неизвестного блестящего металла, и директор клуба. Внутри оказался не сельский клуб, а оформленный под планетарий актовый зал на 50 человек и музейная комната. Весьма по-столичному оформленные. Здесь не стыдно проводить космические совещания и конференции ЛЮБОГО уровня. Жаль, что мало подлинных экспонатов и документов — помог бы ИЗМИРАН с космодромом Плесецк. Гостеприимная директор клуба Татьяна Вешнякова принесла горшки из русской печи с пшенной кашей, яичней и калитки с картошкой — как, наверное, приносили 50 лет назад московским и французским ученым.

Наталья Рудкина помнит рассказы, как приезжали москвичи, как начинались знакомства-романы, как люди женились и выходили замуж. До сих пор Валентина Рудкина хранит телефон начальника станции Евгения Козлова, хотя тому уже за 80 и живет он в Иванове. Судя по сдержанной гордости, музей и актовый зал стали такими «космическими» благодаря приятным воспоминаниям Валентины Алексеевны.

Пара островов — французский Кергелен и архангельский Андрианов

Александр Зайцев: «Главная задача станции была наблюдать состояние ионосферы и магнитного поля Земли. В зоне полярного сияния КВ-радиоволны, в которых тогда были заинтересованы Минобороны, космонавты, летчики, моряки, сильно меняются — нужен их постоянный прогноз.

Первый советско-французский эксперимент провели в 1966 году. Надо было определить точку в Архангельской области, сопряженную с островом Кергелен. Для этого ионосферу зондировали станции на острове Кергелен и в Вознесенье, в архангельской деревне Согра и на специальной барже, курсирующей по Северной Двине. Выяснили, что точка, наиболее сопряженная с о. Кергелен, по широте соответствует Карпогорам. Когда оба основания дуги на суше — уникальное явление.

Самым известным экспериментом, в котором центром всего становилась обсерватория в Вознесенье, оказался советско-французский проект АРАКС. Его предложили для создания искусственного полярного сияния. С острова Кергелен запустили ракету электронной пушкой, электроны двигались по силовой линии в северное полушарие, а здесь, в Архангельской области, их «ловили».

Информационное агентство «Двина-Информ»: «С Кергелена на двух твердотопливных ракетах «Эридан» запустили советский ускоритель заряженных частиц… На высоте нескольких сот километров ускоритель испускал электроны, которые под действием магнитного поля Земли преодолевали за считаные секунды до ста тысяч километров и вызывали различные природные явления над территорией Архангельской области. Затем их регистрировали и изучали.

Запуски состоялись 26 января и 15 февраля… В Архангельской области были установлены 12 высокочувствительных телекамер для съемки северного сияния. С 9 декабря 1974 года между Ваймушей, Парижем и Кергеленом установили прямую телетайпную связь. Кроме того, по ходу второго запуска наблюдения проводились также с борта летающей лаборатории Як-40… А в центре всего… было Вознесенье».

В Вознесенье помнят французов, приезжавших в командировки на три месяца. Жили они в двухэтажном доме, в паре квартир, приспособленных под гостиницу для иностранцев. А работали в зале нынешнего клуба, там, где актовый зал. История обсерватории — летопись международного сотрудничества.

1968 год. Успешная реализация советско-французских исследований — проект «Омега» в рамках программы «Интеркосмос», с помощью высотных аэростатов, проводившиеся в магнитосопряженных районах Архангельская область — о. Кергелен в Индийском океане. Изучены плазменные и электромагнитные процессы, протекающие в магнитосопряженных областях ионосферы и магнитосферы.

1971 год. Развернуты комплексные геофизические наблюдения на 2-х экспедиционных базах: Мезень и Карпогоры. Эти три станции (Архангельск, Мезень, Карпогоры) составили основы Архангельского геофизического полигона.

1976 год. Обсерватория приняла участие в осуществлении советско-западно-германского проекта «Прокупайн» по искусственной инжекции плазменных струй. Успешно осуществлен советско-американский эксперимент (1975−1976) по исследованию геомагнитных вариаций с использованием американского спутника АТС-5 и трех советских станций в Архангельске, Минске, Одессе.

1977 год. Успешно осуществлен советско-французский эксперимент АРАКС — остров Кергелен — Архангельская область.

Проведен ракетный эксперимент по исследованию плазменных струй и силовых линий магнитных полей — проект «Поркупайн» с участием СССР, ФРГ, Франция, США, Великобритании.

1980−1989 годы. Проведен большой объем наблюдений в рамках международного проекта «Глобальные исследования ионосферы и атмосферы».

1996 год. Ликвидация Архангельской обсерватории «по материальным соображениям».

Не лучшие годы

Александр Зайцев: «После 1991 года сеть станций разрушили, сократили и Архангельскую обсерваторию. Сейчас в Скандинавии около 40 таких обсерваторий, у нас всего 5. В Карпогорах осталась экспедиционная выносная точка, остатки того коллектива, который работал в Архангельске, — машина с кунгом, где стоит оборудование. Какие-то задачи по мониторингу магнитного поля и ионосферы оставило за собой Министерство обороны».

Сейчас в ИЗМИРАН из 250 работников 183 — старше 65 лет. Платят 0,1−0,2 академической ставки, размер которой для Москвы установлен в 150 тысяч рублей. Сергей Шойгу взял «под крыло» все связанные с обороной наблюдения за ионосферой и магнитным полем. Иначе оставшиеся фрагментарные наблюдения не решили бы военных задач.

Александр Зайцев: «Некоторые соседние институты, типа Ядерного центра, куда зашел Росатом, живут получше, но в целом у науки не лучшие годы. Общество с таким отношением к науке не имеет будущего»