Академик Гермоген Крымский о создании и развитии «Института якутских космофизиков»
Сегодня в рубрике по страницам научно-популярного журнала «Наука и техника в Якутии», Академия наук РС (Я) предлагает статью академика РАН, действительного члена нашей региональной академии наук Гермогена Филипповича Крымского, который поделился с читателями историей изучения космических явлений и процессов, происходящих как в околоземном пространстве, так и за пределами нашей галактики. Предлагаем также видеорассказ известного ученого, который мы сделали пару лет назад:
«Институт, материалы о котором представлены здесь, зарождался, возникал и получил свой официальный статус в послевоенное время. Его отцами-основателями были воины, вернувшиеся в мирную жизнь, но не утратившие закалки и опыта участия в боевых действиях. Стоящие перед ними рубежи они одолевали с таким же упорством, как и в военные годы.
Гвардии майор Юрий Шафер после войны набирал в свою команду людей, с которыми ему впоследствии удалось одержать не менее важную победу – создать Институт космофизических исследований и аэрономии СО АН СССР. Теперь институт носит имя своего создателя. В Президиуме РАН, принимая такое решение, опасались: не будет ли это нежелательным прецедентом? Дело в том, что установившаяся традиция позволяла присуждать учреждениям имена лишь действительных членов или членов-корреспондентов академий наук. Юрий Георгиевич этих академических званий не имел. Тем не менее, весь его жизненный путь, часть которого составляли Сталинград и Берлин, свидетельствовал, что опасаться за прецедент не следует. Ещё в конце 1930-х годов молодой физик, заведующий кафедрой в Якутском педагогическом институте, начал эксперименты по регистрации космических лучей с примитивной камерой Кольхерстера. Он установил контакты с сотрудниками ФИАНа академиком Д. В. Скобельцыным и тогда ещё не академиком, а доктором наук С. Н. Верновым, которые оказывали ему методическую помощь. Война на долгие годы прервала эту работу.
По возвращению с фронта Ю. Г. Шафер восстановил контакты с академиком Сергеем Николаевичем Верновым и в его Институте ядерной физики МГУ стал работать над полученным заданием. В результате им и его помощниками была создана ионизационная камера для прецизионной регистрации космических лучей АСК-1. Несколько экземпляров этого прибора, изготовленных на заводе «Физприбор», явились основой для создания советской сети станций космических лучей. Работа по разработке прибора и по его вводу в эксплуатацию на территории СССР в 1951 и 1952 гг. была отмечена двумя Сталинскими премиями. Одна из ионизационных камер, установленная в Якутске, послужила «центром конденсации» научных сил в лаборатории Ю. Г. Шафера. Сотрудники этой лаборатории А. И. Кузьмин и Д. Д. Красильников – тоже участники войны, занимались анализом наблюдений, полученных камерой. А. И. Кузьмин исследовал суточную вариацию интенсивности космических лучей. Известный физик Е. Л. Фейнберг и его ученик Л. И. Дорман создали теорию вариаций космических лучей, обусловленных изменениями атмосферного давления и температуры в атмосфере над прибором.
Сравнение предсказаний этой теории с наблюдаемыми изменениями в течение суток привели А. И. Кузьмина к выводу, что суточная вариация имеет внеземное происхождение – она отражает существование анизотропии космического излучения. Для более детального изучения анизотропии А. И. Кузьмин и Г. В. Скрипин разработали и реализовали специальный комплекс аппаратуры – «скрещенные телескопы», которые были размещены ими на нескольких подземных уровнях в специальной шахте. Этот комплекс принёс ценные сведения, анализ которых в дальнейшем позволил значительно продвинуть физику космических лучей.
Д. Д. Красильников занимался исследованием ионизационных «толчков», наблюдаемых камерой. Мюоны высокой энергии время от времени теряют в камере значительную часть своей энергии. Это порождает электромагнитный каскад – размножение электронов и фотонов, которые производят сильную ионизацию. Это регистрируется как толчок. Тщательное исследование толчков принесло новые сведения о мюонах высокой энергии. Интерес к каскадным процессам привёл Д. Д. Красильникова к исследованию широких атмосферных ливней космических лучей (ШАЛ).
Малая установка ШАЛ была создана в конце 50-х годов и дала возможность накопить опыт экспериментальных работ в этой области. 1962 г. был знаменательным для Ю. Г. Шафера и его коллег: в Якутске была организована очередная всесоюзная конференция по космическим лучам, в которой приняли участие многие известные физики. Большим событием был приезд на конференцию доктора наук, будущего Нобелевского лауреата Виталия Лазаревича Гинзбурга, который прочёл лекции по современной астрофизике. Во время конференции пришло сообщение о том, что на базе лаборатории Ю. Г. Шафера создан Институт космофизических исследований и аэрономии (ИКФИА). Директор вновь созданного института Ю. Г. Шафер в своём докладе сделал заявление, что коллектив имеет намерение создать гигантскую установку ШАЛ. Этот проект развивался в течение нескольких лет. Активное участие в нём принимали сотрудники ФИАНа и НИИЯФ МГУ С. И. Никольский и Г. Б. Христиансен. В 1968 г. Госкомитетом по науке и технике СССР было принято решение о строительстве установки, а в 1973 г. она была введена в строй. В 1982 г. группе физиков была присуждена Ленинская премия за исследования космических лучей сверхвысоких энергий, главным образом, на Якутской установке ШАЛ. В становлении института большую роль сыграло участие в программе Международного геофизического года (МГГ, 1957-1958). Научная тематика значительно расширилась благодаря развитию исследований по аэрономии. Оптические исследования – наблюдения полярных сияний и свечения ночного неба – были развернуты В. П. Самсоновым и В. М. Игнатьевым.
Под руководством В. М. Игнатьева были сконструированы интерферометры Фабри-Перо с рекордными характеристиками. С их помощью удалось измерить температуру в верхних слоях атмосферы и обнаружить её долговременные изменения. В. П. Мамруковым были начаты работы по изучению ионосферы с помощью ионозондов. Новым был метод возвратно-наклонного зондирования, для которого была разработана специальная антенная система. Этим методом был обнаружен и исследован так называемый «главный ионосферный провал» – широкая полоса пониженной ионосферной ионизации, знаменующая переход от среднеширотной к высокоширотной ионосфере. В пределах этой зоны были обнаружены свидетельства «джетов» – сильных электрических токов в ионосфере. Период МГГ способствовал также активной координации работ с ведущими научными учреждениями ФИАН, НИИЯФ МГУ, ИЗМИРАН, СибИЗМИР и другими. Большую роль сыграла связь с Киевским университетом. Его сотрудники организовали научную станцию в п. Тикси, которая начала работу в период МГГ. Она так и именовалась – МГГ. Её первым руководителем был представитель киевской школы Е. А. Пономарёв. В последующие годы Евгений Александрович был сотрудником ИКФИА ЯФ СО АН СССР и внёс значительный вклад, особенно в развитие теоретических работ. Станция МГГ со временем была передана в ИКФИА и преобразована в Полярную геокосмофизическую обсерваторию.
В 1966 г. в обсерватории был введён эксплуатацию первый в СССР нейтронный супермонитор канадского производства. Наиболее крупным проектом явилось создание в Тикси геофизического ракетного полигона, – единственного в стране объекта подобного назначения. Решение о его создании было принято в 1977 г. Была создана проектная документация и организовано капитальное строительство, финансируемое Сибирским отделением Академии наук СССР. Строительство было завершено, и в 1989 г. полигон был оснащён пусковым оборудованием. Предполагаемые пуски ракет осуществить не удалось из-за распада СССР. Лишь в 2015 г. программа пусков была возобновлена и нашим партнером (НПО «Тайфун») произведён первый пуск. В течение всего времени существования института в нём активно проводились разработки электронной аппаратуры. Начало им было положено А. В. Ярыгиным. В институте разрабатывалась и изготавливалась аппаратура, устанавливаемая на геофизических ракетах и искусственных спутниках Земли. Работы по автоматизации научных исследований были инициированы Научным советом по автоматизации в ядерной физике, возглавляемым М. Г. Мещеряковым. Первые разработки на базе системы КАМАК и электронных машин СМ-3 и СМ-4 были выполнены на установке ШАЛ, затем внедрялись в других подразделениях института и в учреждениях Якутского научного центра.
В середине 1990-х годов были начаты работы по внедрению Интернета. В Якутии в то время таких работ ещё не было. В 1970-е гг. в ИКФИА начинались также работы по теоретической космофизике. Большая помощь в этом была оказана академиком Р. З. Сагдеевым. Экспериментальные данные, накопленные на подземных установках, требовали теоретической интерпретации. Тогда в 1964 г. было предложено уравнение, описывающее распространение космических лучей в межпланетной и межзвёздной среде. Важным его следствием стало открытие в 1977 г. механизма ускорения космических лучей ударными волнами. Современная теория происхождения космических лучей, основанная на этом механизме, была создана Е. Г. Бережко и Л. Т. Ксенофонтовым. Они вместе с Г. Фельком (ФРГ) применили её к конкретным астрофизическим объектам и получили новые сведения о процессах, протекающих там.
Деятельность ИКФИА ЯФ СО АН СССР оказала большое влияние на развитие точных методов в Якутском научном центре. Отдел хладостойкости, давший толчок к возникновению Института физико-технических проблем Севера, был первоначально организован в составе нашего института. Также в его составе возникла станция сейсмического зондирования, на основе которой в республике была развёрнута сеть сейсмических станций. Первый вычислительный центр был создан институтом совместно с Якутским госуниверситетом. Профессор А. И. Кузьмин, первым в республике защитивший докторскую диссертацию, более 10 лет был ректором Якутского университета.
Подготовленные в ИКФИА инженерные кадры оказались востребованы во многих организациях, которые устанавливали у себя компьютеры. Так, Национальный центр медицины (г. Якутск) почти исключительно был укомплектован инженерами из института Воздействие ИКФИА СО РАН на жизнь республики заметно возросло в начале 1990-х, когда вследствие развала науки в стране из института ушло много талантливой молодёжи. В этой связи уместно отметить решительную поддержку науки в нашей республике, которую в то время оказал её первый Президент РС(Я) Михаил Ефимович Николаев. Благодаря ему удалось сохранить науку в ИКФИА СО РАН и в других академических институтах республики».
Ссылки на каналы и социальные сети Академии наук Якутии: