Проект ALMA осуществляется партнёрской группой стран Восточной Азии, Европы и Северной Америки в сотрудничестве с Чили. В 2005 году Институт астрономии и астрофизики (ИАА) тайваньской Центральной академии (Academia Sinica), ведущего исследовательского учреждения страны, подключился к этому проекту по соглашению с Национальным институтом естественных наук Японии. Следующим шагом стало заключение в 2008 году тайваньским Национальным комитетом по науке соглашения о сотрудничестве в создании ALMA с Национальным научным фондом США; в соответствии с этим соглашением Тайвань в последующие 10 лет внесёт 20 млн. долл. США в качестве своего вклада в сооружение и использование комплекса ALMA.
Комплекс ALMA с 16 уже действовавшими к тому моменту радиоантеннами был впервые открыт для исследователей как обсерватория в конце сентября 2011 года на 9-месячный срок, названный «Циклом 0 стартовой фазы научной работы ALMA». Но при этом комплекс, который обошёлся его создателям в более чем 1 млрд. долл. США, по-прежнему находится в процессе сооружения и, по расчётам, станет полностью функционирующим к концу нынешнего года. В завершённом виде ALMA будет включать 66 радиоантенн, расположенных в виде «веера» шириной 16 км и совместно работающих как один гигантский супер-телескоп. Оснащённый таким количеством сверхчувствительных 12- и 7-метровых антенн-тарелок, которые фиксируют излучения в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах, этот комплекс должен давать учёным изображения с чёткостью на порядок выше, чем те, что добываются с помощью космического телескопа «Hubble».
Ван, ныне являющийся научным сотрудником ИАА, впервые всерьёз заинтересовался астрономией в 1989 году, вступив в астрономический кружок в своей Тайнаньской 1-й средней школе старшей ступени в Тайнане, на юге Тайваня. Получив впоследствии образование на Тайване по специальности «Астрофотография», он затем, в 2006 году, стал обладателем докторской степени в области астрономии, которая была присуждена ему Университетом штата Гавайи (США), и позднее проработал некоторое время в Национальной радиоастрономической лаборатории США перед тем как вернуться на Тайвань в 2009 году. Ван специализируется в области экспериментальной космологии, которая, полагаясь на данные, главным образом, физики элементарных частиц и астрономических наблюдений, стремится расширить понимание физической истории вселенной.
В отличие от орбитальных телескопов – таких, как «Hubble», которые позволяют избежать искажения, вызываемого атмосферой Земли, наземные устройства чувствительны к местным атмосферным условиям и потому обычно размещаются в возвышенных, сухих местностях наподобие пустыни Атакама. «Примечательно, что, вероятно, под влиянием фактора ветра немало горных районов, используемых для астрономических наблюдений, находятся на западе континентов – таких местах, как Чили в Южной Америке или Калифорния и Аризона в Северной Америке», – говорит Ван. Тайвань использует также обсерваторию на Гавайях, которые являются ещё одним идеальным для астрономических исследований местом.
Тайваньский астроном Ван Вэй-хао использует возможности комплекса ALMA для изучения вспышек гамма-лучей, которые дают ключи к разгадкам тайн происхождения вселенной и формирования небесных тел, включая Землю. (Чжан Су-цин)
Выше среднемирового уровня
Конкуренция за доступ к новой обсерватории во время стартовой фазы работы ALMA среди астрономов всего мира была очень острой: было подано более 900 заявок, и лишь 112 из них были утверждены, в том числе восемь групповых и индивидуальных заявок с Тайваня. Одним из успешных соискателей был Ван Вэй-хао. «Более четверти всех заявок с Тайваня было утверждено, и этот показатель превышал среднемировой уровень», – говорит Ван. Директор ИАА Хэ Цзэн-пу тоже воодушевлён участием Тайваня в стартовой фазе работы ALMA , которое, по его словам, знаменует новый рубеж в развитии радиоастрономии на острове.
Проект Вана в рамках стартовой фазы работы ALMA нацелен на выявление очень слабых субмиллиметровых вспышек гамма-лучей, источником которых считается гибель массивных звёзд в отдалённых галактиках. По словам Вана, такие вспышки дают ключи к разгадкам тайн происхождения вселенной и формирования небесных тел, включая Землю.
Со времени появления телескопов в начале XVII века технологические усовершенствования играют важнейшую роль в развитии астрономии. Сегодня Тайвань вносит свой вклад в прогресс этой науки, поставляя незаменимые технические устройства для проекта ALMA. Местные учёные, участвующие в реализации ALMA, считают, что победы в конкурсах на поставку оборудования для такого передового проекта демонстрируют силу Тайваня в области производства высокоточных приборов. Как говорит Ван, огромные производственные возможности Тайваня в сфере хай-тека способствуют повышению репутации страны в мире астрономии.
Тайваньские участники проекта ALMA – это ИАА, компания Cotech Inc., базирующаяся в Тай-чжуне, центральный Тайвань, и Лаборатория авиационных исследований Научно-технологического института Чжуншань (НТИЧ, расположенного в уезде Таоюань, на севере острова, и действующего под началом Управления вооружений Министерства обороны. Эти организации, представляющие государственный и частный сектора, совместно учредили в Тайчжуне Восточноазиатский интеграционный центр проекта ALMA. Этот центр производит сборку подсистем приёмных устройств для ALMA, верифицирует их функционирование и затем в виде «интегрированного пакета» отправляет их в Чили для установки в антеннах.
Генеральный директор Cotech Вэн Цин-лун создал эту компанию в 2002 году, а до этого он занимал должность заместителя начальника отдела авиационной инженерии НТИЧ. Cotech специализируется на изготовлении углеволоконных компонентов – таких, как нутационные субрефлекторы в радиоантеннах-тарелках, используемых в ALMA. В период работы в НТИЧ Вэн приобрёл ценный опыт в области интегрирования сложных подсистем, поскольку ему довелось участвовать в осуществлении ряда крупных и важных проектов, одним из которых были разработка и производство истребителя «Цзин-го» (IDF), состоящего на вооружении тайваньских ВВС с 1992 года. Вэн является также основателем и президентом тайваньского отделения базирующегося в Калифорнии (США) Общества содействия прогрессу материаловедения и инженерии. Членами тайваньского отделения, созданного в 1991 году в Тайчжуне, состоят представители местных индустрий хай-тека, включая аэрокосмическую, оптоэлектронную, автостроительную, оборонную, биомедицинскую и рекреационную.
Как предполагается, сверхчувствительные антенны-тарелки, установленные в операционном комплексе ALMA , будут давать учёным изображения с чёткостью на порядок выше, чем те, что добываются с помощью космического телескопа «Hubble». (Любезно предоставлено ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Christian Castro/ Las Últimas Noticias)
Cotech отвечала также за проектирование и изготовление двух специальных автомобилей для транспортировки и обслуживания интегрированных приёмных устройств, используемых в антеннах-тарелках ALMA. Машины были построены Cotech в сотрудничестве с местной автомобилестроительной компанией Ke Chong Industrial Co. Ltd.. Прежде, когда приёмное устройство нуждалось в техническом обслуживании или ремонте, всю тарелку грузили на массивную безбортовую автоплатформу и перевозили по дороге длиной 64 километра в центр технического обслуживания ALMA, расположенный на высоте 2 900 метров. Теперь же кабины технического обслуживания на созданных Cotech по специальному проекту автомобилях могут подниматься на высоту до 6,5 метра над уровнем грунта с помощью шарнирного механизма типа ножниц – подобно кабинам машин для загрузки питания в авиалайнеры. Подъём кабины на высоту приёмного устройства на антенне-тарелке позволяет техникам выполнять работы по техническому обслуживанию и ремонту радиоантенн на месте их постоянной дислокации. Эти мобильные станции техобслуживания предназначены для работы в условиях высокогорья и низкой температуры и, кроме того, оснащены холодильными агрегатами, обеспечивающими охлаждение термочувствительных приёмных устройств до температуры почти –270° С. Созданные Cotech автомобили были доставлены в Чили в августе и декабре 2011 года. Им присвоены поэтичные названия «Мэйхуа» – «Цветок сливы», который является «национальным цветком» Тайваня, – и «Ланьцюэ» – «Голубая сорока», которую предложено сделать «национальной птицей» Тайваня.
До участия в проекте ALMA Cotech сотрудничала с ИАА в изготовлении радиотелескопов для Центра Ли Юань-чжэ по изучению анизотропии микроволнового фона (AMiBA), созданного на Гавайях в 2006 году и названного в честь выдающегося тайваньского учёного Ли Юань-чжэ – солауреата Нобелевской премии 1986 года по химии и президента тайваньской Центральной академии в 1994–2006 годах. Д-р Ли многое сделал для более широкого и активного участия тайваньских учёных в жизни международного научного сообщества – в частности, в таких связанных с высокими технологиями областях, как астрономия и геномика, – прежде всего, способствуя предоставлению учёным правительственной финансовой помощи. В сентябре 2011 года д-р Ли стал президентом базирующегося в Париже Международного совета по науке (ICSU) – крупнейшей в мире организации, объединяющей национальные научные учреждения и международные научные союзы.
Модель сотрудничества
Благодаря AMiBA – первому инициированному Тайванем международному астрономическому проекту – экспериментальная космология стала практической областью исследований, открывающей перспективы научного роста перед такими учёными, как Ван, и была создана модель сотрудничества в конструировании и изготовлении самых современных приборов и устройств с использованием знаний и опыта учёных и инженеров из разных стран.
По словам Вэна, ключевую роль в достижении Тайванем высокого научно-технологического уровня в области астрономии играет добротная система образования. На протяжении многих лет астрономия преподавалась в тайваньских вузах в качестве дополнения к курсам физики либо наук о Земле, а в начале 1990-х годов, в здешних университетах стали создаваться самостоятельные астрономические факультеты, а затем и институты. В 1992 году состоялся первый набор магистрантов в Постбакалаврский институт астрономии Государственного центрального университета, в городе Чжунли уезда Таоюань, а в 2001 году в этом институте была открыта докторантура. В том же 2001 году началось обучение в магистратуре в Постбакалаврском институте астрономии Государственного университета Цинхуа в городе Синьчжу, также на севере Тайваня, а в 2009 году она была дополнена докторантурой. В 2003 году был открыт Постбакалаврский институт астрофизики Государственного тайваньского университета, в Тайбэе, с магистерской и докторской программами обучения.
Интерес к астрономии на Тайване не ограничивается контингентом профессионалов – студентов, учёных и инженеров. Как отмечает Ван, здесь можно увидеть, например, многочисленных астрономов-любителей, с энтузиазмом участвующих в ежегодном зимнем слёте наблюдателей за звёздами, который проводится на одной из самых высоких и известных вершин Тайваня – Горе общей радости (Хэхуань-шань, в центральной части острова, на высоте более 3 000 метров над уровнем моря. Такой широкий интерес людей к астрономии, преподавание астрономии в качестве самостоятельной научной дисциплины, всё возрастающая поддержка астрономических исследований со стороны правительства и существенный вклад, вносимый Тайванем в осуществление самых передовых международных исследовательских проектов – таких, как ALMA, – всё это в совокупности служит залогом того, что Тайвань будет и далее играть заметную роль в постижении человечеством тайн вселенной.