Будущее Пулковской обсерватории

Новый директор Пулковской обсерватории Назар Робертович Ихсанов и представители ФАНО предлагают закрыть наблюдения в Пулково, после чего это федеральное государственное бюджетное учреждение науки теряет статус обсерватории (от латинского observare — наблюдать). Необходимо пояснить, от чего предложено отказаться и что предложено взамен.

Главная астрономическая обсерватория (ГАО) была основана как центр фундаментальных астрометрических и геодезических исследований, и на рубеже XIX и XX веков они прославили ее как «астрономическую столицу мира» (выражение Гульда). В Пулково успешно начиналась также астрофизика, а после войны был создан радиоастрономический отдел ГАО, который является теперь филиалом САО — Специальной астрофизической обсерватории на Северном Кавказе.

К сожалению, новый директор и реформаторы из ФАНО не являются специалистами ни в области астрометрии и геодезии — единой науки, изучающей движения на Земле и в космосе, ни в зависящих от нее отраслях астрономии и наук о Земле, развитие которых требует продолжения обсерваторских наблюдений за движениями небесных светил. С XVII века фундамент, обеспечивающий сохранение единства упомянутых наук, создавался на основе трех государственных обсерваторий: Гринвичской, Пулковской и Вашингтонской. По отношению к направлениям отвесов на главных инструментах этих обсерваторий определялись одновременно склонения звезд и земные широты (о связи широт мест и склонений звезд было известно ученикам десятого класса в СССР). Кроме того, направление отвеса меридианного круга Гринвичской обсерватории задавало начало отсчета как земных долгот, так и Всемирного времени (Greenwich Mean Time — Гринвичское среднее время).

Координаты Пулковской обсерватории, точнее, центров главных инструментов, определявших координаты звезд и Солнца, были тщательно «привязаны» к указанному началу. Благодаря этому сохранялось системное единство координат светил, которые наблюдались в Пулково и в Гринвиче (затем и в Вашингтоне); их объединение давало возможность составить главную опорную систему координат, представленную в фундаментальном каталоге конкретной эпохи наблюдений.

С другой стороны, направление отвеса — «центра государственной обсерватории» — использовалось геодезистами одной или нескольких стран, которые, проводя наблюдения на многих пунктах, должны были связать их с одним началом, как если бы все измерения Земли производились по отношению к одному направлению. Так, отвесная линия в центре круглого зала Пулковской обсерватории задавала ориентировку опорных эллипсоидов: Бесселя, затем Красовского (для системы земных координат 1942 года), использовавшихся для обработки геодезических сетей. Система геодезических координат 1942 года оказалась достаточно приспособленной для создания топографических карт, так что Постановление Правительства РФ от 24.11.2016 № 1240 «Об установлении государственных систем координат, государственной системы высот и государственной гравиметрической системы» продлило действие этой системы координат до 2021 года. Центр круглого зала Пулковской обсерватории, равно как и сигналы А и Б, отмечающие концы астрономо-геодезического базиса, относятся к пунктам государственной геодезической сети, они находятся под охраной государства. Все высоты и уклонения отвеса пунктов на территории СССР были связаны с центром круглого зала Пулковской обсерватории при выполнении общего уравнивания обширной астрономо-геодезической сети на поверхности эллипсоида Красовского. Связь с гравиметрическими измерениями обеспечивали методы космической геодезии. Так получена система координат 1995 года. Сейчас в Пулково находится один из 50 постоянно действующих пунктов фундаментальной астрономо-геодезической сети России.

При восстановлении из руин нашей обсерватории после Великой Отечественной войны были проведены все работы, необходимые для сохранения отечественных начал отсчета небесных и земных координат, а также сигналов базиса астрономо-геодезических измерений, отмеченного памятными знаками «А» и «Б». Китайские астрономы также позаботились о связи системы своих измерений со стандартами восстановленного Пулково.

После войны астрономы Гринвича под давлением бизнеса, управляющего застройкой буржуазных городов, — бизнеса, заинтересованного в личной выгоде, — перенесли наблюдения и необходимые инструменты в Херстмонсо, на что у них были деньги (возможно, выделенные тем же бизнесом?). Современные астрономы Великобритании выразили сожаление по поводу потери возможности проведения наблюдений в Гринвиче. Дальнейшие потери международной астрономии — это перенос начала отсчета долгот в точку на экваторе в Атлантическом океане, где, очевидно, невозможно определять координаты и время, связанные с местным направлением отвеса; затем переход на статистическое приближение к прежнему Международному началу, которое находили приравниванием к нулю среднего из смещений нескольких десятков станций, участвовавших в астрономической службе широты и времени. В результате не оказалось начала отсчета, однозначно зафиксированного в теле Земли, начало становилось «плавающим», а после прекращения наблюдений десятков станций (с 1970-х годов) место начала не контролируется даже приближенным, статистическим методом.

С 1970-х годов благодаря изобретению атомных часов и согласованию атомной секунды с долей тропического года 1900.0 задачу определения текущих изменений параметров вращения Земли стали решать методами космической геодезии по наблюдениям искусственных спутников Земли. Современных потребителей данных о времени и координатах удовлетворяет точность краткосрочных прогнозов. Однако невелика точность долгосрочных прогнозов. Определение долгопериодических и вековых движений небесных тел, например изменений орбиты Земли и происходящих на Земле изменений климата, связанных с подвижностью экватора, тропиков и полярных кругов, которые являются проекциями кругов небесных, требует периодического повторения наблюдений, которые назывались фундаментальными и обеспечили для астрономии и геодезии преемственность с историческим наследием нескольких тысячелетий.

Наблюдения светил, связанные с отвесом места, до конца XVII века не были упорядочены, но их тысячелетняя продолжительность позволила обеспечить человечество точным календарем, Каноном солнечных и лунных затмений, а также приближенными знаниями долгопериодических и вековых движений; для их уточнения требуются периодические повторения фундаментальных наблюдений с подходящими для этой цели точными инструментами новой эпохи. Из-за неточного знания долгопериодических движений возникают неопределенность и ошибки в современных определениях короткопериодических движений. Высокоточные измерения угловых расстояний между звездами из космоса не смогут заменить наземные определения координат, на которых воздвигнуто здание многоотраслевой астрономии: астрометрии, небесной механики, классической астрофизики и наук о Земле (куда кроме геодезии входят гравиметрия, геодинамика, палеогеология и другие науки). Без сохранения преемственности теряется непрерывность в шкале времени и координат, следовательно, возникают ошибки в определениях движений. Пулковская обсерватория остается теперь последним фундаментальным пунктом на Евразийском континенте, утрата которого, принимая во внимание перечисленные выше потери, чревата разрушением эмпирической связи астрономии и наук о Земле и дальнейшим ускорением процесса дифференциации науки, приводящей к падению эффективности научных исследований. Эта опасность была осознана еще в XIX веке (о ней писал, например, Алек-сандр Блок в статье «Крушение гуманизма»); в СССР искали способ преодоления этого процесса.

Я не задерживаюсь на других астрометрических наблюдениях в Пулкове. С объяснением их значения для изучения вековых параллаксов звезд, движений Солнца и звезд в Галактике, движений тел в пространстве Солнечной системы, в том числе астероидов с опасными для землян траекториями, выступали докт. физ.-мат. наук А. В. Девяткин (зам. директора ГАО по астрометрии), канд. физ.-мат. наук Е. А. Рощина (зав. отделом звездной астрономии), канд. физ.-мат. наук О. В. Кияева (вед. науч. сотр. этого отдела), К. В. Холшевников (профессор, зав. кафедрой небесной механики СПбГУ).

Что же предложено академическими менеджерами? Перенести наблюдения в места с лучшим астроклиматом, например на Горную станцию близ Кисловодска, и учесть, что современная астрометрия перемещается в космос.

Общеизвестно, что астрофизикам необходимы наблюдения, позволяющие увидеть новые объекты или лучше разглядеть детали на прежде известных; также наблюдения в разных диапазонах волн. В рядах вековых наблюдений на одном месте они не нуждаются. Решая судьбу Пулковской астрометрии, менеджеры-астрофизики не учли различий в условиях наблюдений, необходимых разным отраслям астрономии. Поскольку о финансовом обеспечении переноса инструментов и постройки павильонов для них на новом месте даже не упоминалось, астрономам остается ждать приказа из РАН о прекращении астрометрических наблюдений в Пулково. Новый директор без решения ученого совета подписал разрешение на строительство в защитной зоне обсерватории. Застройщики рады: земля стала ничьей — отката ни-кто не потребует.

Представьте состояние энтузиастов, которые недавно провели полную автоматизацию наблюдений и их обработки, ликвидировав наше отставание в этой области от индустриальных стран. Например, канд. физ.-мат. наук И. С. Измайлов, талантливый астроном и инженер-электронщик, добился полной автоматизации наблюдений с 26-дюймовым рефрактором, крупнейшим на территории СССР (длина трубы — 10 м). По команде с пульта управления в главном здании павильон открывается, телескоп направляется на поле выбранной программы наблюдений, изображения с ПЗС-матрицы поступают в компьютер, результаты вычисляются. Число энтузиастов в стране уменьшается, их называют теперь трудоголиками (ведь, работая в банке, они заработали бы в 10–20 раз больше!).

Обратимся к рекомендации отправить астрометрические наблюдения в космос.

Астрофизические наблюдения проводятся с космических спутников, они требуют больших капиталовложений, и возникает конкуренция между проектами. Астрометрические наблюдения западно-европейских спутников заключались в проведении измерений не координат, а угловых расстояний между звездами с точностью, недоступной в земных условиях. Спутник Gaia поставил рекорд: в программе — миллион звезд, вплоть до 20-й звездной величины. В результате годичные параллаксы будут уточнены для близких звезд и определены для звезд более далеких, что позволит несколько уточнить калибровку шкалы расстояний, основанную на астрофизических гипотезах.

Рекомендация ФАНО отправить Пулковскую астрометрию в космос кажется особенно странной, если учесть, что новый директор ГАО уволил М. С. Чубея — автора оригинального космического проекта «Стереоскоп». Уникальность проекта «Стереоскоп» заключается в создании орбитальной обсерватории для проведения одновременных наблюдений с двумя идентичными телескопами, установленными на орбите Земли в двух точках Лагранжа (L₄ и L₅), расстояние между которыми равно 259 млн км. Над этим проектом канд. физ.-мат. наук М. С. Чубей работал с 2000 года, и он не только привлек к работе некоторых астрономов ГАО — он создал межинститутскую группу, состоящую из оптиков, электронщиков, специалистов по лазерным измерениям и по запуску космических аппаратов. Проект прошел апробацию в ИПМ им. Келдыша, НПО им. Лавочкина, ИКИ и САО РАН, ОАО «ИСС» в Красноярске и в других организациях, был одобрен одновременно четырьмя кафедрами СПбГУ.

Астрономы Германии, Франции и США заинтересовались возможностью участия в проекте «Стереоскоп». Его совместное финансирование облегчило бы финансовое бремя нашей страны, и мы получили бы преимущество при выборе задач из множества доступных проекту. Это не только задачи позиционной астрометрии в мире звезд и в Солнечной системе (задачи звездной астрономии и небесной механики), но и фотометрические наблюдения звезд, интересующие астрофизиков. Для уточнения параметров телескопов и аппаратуры, запускаемых на орбиту, необходим выбор приоритетных задач, который не решается только борьбой за финансирование, когда административная поддержка, а не научная аргументация решает судьбу проекта. При обсуждении проекта почти всё внимание сосредоточилось на его стоимости — вместо анализа эффективности предложенного метода решения задач. Если не было средств для создания рабочей группы, следовало оставить успешно развиваемый проект в плане обсерватории.

Узость специализации затрудняет понимание между представителями разных отраслей знания и приводит к отрыву теории от практики, поэтому проявим снисхождение к астрофизикам и физикам-теоретикам, решающим судьбу наблюдений в Пулково. Надо учесть, что астрометрия — наука о методах измерения пространства и времени — не привлекает чудесами из «Очевидного — невероятного», т. е. не является занимательной и популяризируемой. Немногие слышали о том, что после хорошо известной «великой революции в физике XX века» произошла «революции в астрометрии начала XXI века» под девизом: «Nothing will remain the same as it was before». Одним из решений этой революции стала замена с 1998 года Международной опорной системы звездных координат, история которой насчитывает не менее трех тысячелетий, на новую опорную радиосистему, получаемую по наблюдениям квазаров и точечных радиогалактик.

Это решение Международного астрономического союза (МАС) лоббировали представители радиоастрометрии — новой отрасли молодой науки радиоастрономии. Они утверждали, что указанные радиоисточники находятся за пределами нашей Галактики и необходимы средства на постройку радиоинтерферометров с очень длинной базой (РСДБ, VLBI) для создания точнейшего опорного радиокаталога. Спрашивается, могла ли мечта средневековых ученых, искавших «неподвижные сущности на краю Вселенной», заразить современных радиоастрономов, если бы они знали, почему последующие поколения астрономов отказались от идеи создания «вечного» каталога?

В академическом физико-математическом сообществе не только России достигнут такой уровень единомыслия, что аргументированному возражению с анализом последствий революционного решения МАС не находится места в академических журналах. В России «однопартийность» в науке крепла благодаря подчинению университетской науки науке академической, где нет места ни освещаемой в печати полемике, ни постановке неугодных академическому большинству вопросов.

Анализируя космическую политику и международные отношения, Ю. Ю. Караш, членкор Российской академии космонавтики, приходит к выводу, что политика и конкуренция — это двигатели прогресса. Однако, вспоминая о наших достижениях в космосе, не следует забывать о той отечественной фундаментальной науке, которая обеспечила высокий уровень народного образования в СССР. Падение его уровня стало заметным в 1980-е годы. Затем ошибочно решили, что нам следует догонять Запад и на этом фронте. Не пора ли наконец вспомнить, что средневековую схоластику затмила не научная революция, а Возрождение — освоение богатого научного наследия Античности и достижений арабской науки Средних веков!

Средства массовой информации — неподходящее место для научной полемики, но о некоторых проблемах (или бедах), касающихся физико-математических отраслей естествознания, здесь уместно напомнить. Это узкая специализация ученых; невнимание к истории науки, вплоть до ее искажения; допускаемая примитивизация мнений классиков, например Коперника и Ньютона. Это также приверженность концепции Томаса Куна о развитии науки путем революционной смены парадигм.

Светлана Толчельникова,
канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр. ГАО РАН