...

Обстановка в Пулково мне очень понравилась. Служебные и жилые корпуса были расположены в большом ухоженном парке, правда, значительно выбитым недавним артиллерийским огнем во время Отечественной войны. Воздух был чистым и благоуханным, недалекий аэропорт принимал только самолеты ИЛ-14 и большого шума не производил. Рядом с обсерваторией лежало пустынное булыжное шоссе. Автобусы по нему не ходили и добираться до обсерватории приходилось редкими попутками. В обсерватории был обильный продуктовый магазин и недурная столовая. Здесь можно было тихо жить и производительно работать.

Но поступить на работу в Пулково мне нужно не с пустыми руками, а с проектом нового радиотелескопа. Когда я переехал в Пулково, то новый радиотелескоп был нами в 1956 году построен. Он получил название БПР, то есть Большой Пулковский Радиотелескоп.

Я много раз в статьях и монографиях описывал его принцип, теорию и конструкцию, но здесь я хочу общедоступно показать всю логическую цепь рассуждений, которая привела меня к этому изобретению. Так как радиотелескоп предназначался для сантиметрового диапазона волн, то он мог быть только зеркальным, подобно оптическим рефлекторам с зеркалом в виде параболической чаши. Требование высокой разрешающей силы приводило к размеру его диаметра порядка сотен метров. Для наводки такого радиотелескопа на источник его надо повернуть вокруг двух осей: вертикальной для установки по азимуту и горизонтальной для установки по высоте. Точность поверхности зеркала должна быть высокой, то есть отклонение формы от идеального параболоида не должно превышать 1/20 от длины волны, следовательно, порядка 0,5 мм. При наклоне зеркала оно неизбежно за счет веса деформируется и его поверхность портится. Чтобы ошибки поверхности при наклоне были невелики, зеркало должно быть очень жестким. Ясно, что такой большой радиотелескоп должен быть очень дорогим, так как стоимость конструкции растет пропорционально третьей степени высоты. Но основное требование к пулковскому радиотелескопу - его низкая стоимость, так как денег на его постройку отпущено не было. Следовательно, радиотелескоп должен быть зеркальным, иметь большую площадь и небольшую высоту. Тут я вспомнил, вскользь сказанные, слова моего университетского преподавателя (позднее академика) М.А. Леонтовича: “Каждый элемент зеркала ведет себя как все зеркало, то есть направляет отраженные лучи в общую точку - фокус, где все лучи складываются, усиливая друг друга”. Ясно, что большое параболическое зеркало нам не построить - слишком дорого, но можно выполнить полоску некоторого воображаемого зеркала и расположить ее невысоко над землей. Так как фокус, где находится приемный рупор и усилитель, тоже выгодно иметь вблизи земли, то отражающая полоска зеркала должна быть образована сечением воображаемого параболоида, направленного на светило, горизонтальной плоскостью проходящей через фокус. Разумеется, эти сечения будут различаться по форме в зависимости от угла высоты, на которую направлен воображаемый параболоид, и они будут отстоять от фокуса на различных расстояниях. Если радиотелескоп смотрит в зенит, то сечения будут круговыми, а на горизонт то - параболическими. Во всех промежуточных направлениях сечения будут эллиптическими. Дойдя до этого, я решил посмотреть, как выглядят кривые в горизонтальных сечениях параболоида в пределах ± 60° от большой оси эллипса. Для этого я нанес на лист бумаги ряд сечений. К своему удивлению, я увидел, что все они имеют форму, близкую к окружности равного радиуса, но отстоят от фокуса на различных расстояниях. Это меня очень обрадовало, потому что мне показалось, что можно совместить эти сечения на одной круговой полоске постоянного радиуса, выполнив ее из отдельных невысоких узких плоских элементов. В таком случае наводка ленточного радиотелескопа может обеспечиваться переносом фокуса вдоль оси круговой дуги и поворотом отражающих элементов по азимуту и высоте, таким образом, чтобы отраженные ими лучи шли горизонтально и пересекались бы в фокусе. Но это была задача элементарная. Такой радиотелескоп стоил бы дешево, мог иметь большой горизонтальный размер, солидную площадь и высокую разрешающую силу, правда, только в горизонтальном направлении, так как длина дуги велика, а ее высота относительно мала. Приемный луч такого радиотелескопа имел бы форму вертикального ножа, а не карандаша. Он позволил бы найти детальное распределение яркости вертикальных полосок источника, а не отдельных его площадок. Тут, однако, может помочь то, что при движении светила по небу оно поворачивается относительно вертикали. Следовательно, при наблюдениях источника в различных азимутах можно найти распределение яркости других его полосок. Совместная обработка таких наблюдений при различных азимутах позволяет найти детальное распределение его яркости, как будто наблюдение произведено не ленточным, а круговым зеркалом. Для наблюдений при различных азимутах требуется отражающая поверхность в виде замкнутой окружности, а фокус должен свободно перемещаться по площадке радиотелескопа. При наличии нескольких фокальных приемных устройств можно было бы одновременно наблюдать несколько светил, так как центральный угол приемных полосок отражателя меньше 90°. Такой радиотелескоп, следовательно, эквивалентен 3-4-ем одновременно работающим инструментам. Все эти так долго описываемые рассуждения пришли как озарение и заняли 15-20 минут. Подробный расчет, сделанный мной через 2-3 дня, показал, что эллипсы в горизонтальных сечениях воображаемого параболоида далеко отходят от поверхности, и чтобы сместить отражающие элементы с исходной окружности на эллипс, их нужно сдвинуть в радиальном направлении на величину, порядка 3% от радиуса, то есть при радиусе 100 метров на 3 метра. Этот вывод едва не убил всю идею постройки дешевого радиотелескопа большого размера, так как стоимость больших и точных механизмов радиального перемещения сильно удорожила бы конструкцию. Однако выход из этого трудного положения был мной найден. В наших руках остался свободный параметр - размер того воображаемого параболоида, сечением которого мы пользовались. Оказалось, что небольшое изменение этого параметра, в зависимости от высоты наблюдаемого светила, позволяет сократить максимальное радиальное перемещение отражающих элементов в 10 раз, то есть при радиусе 100 метров до 30 сантиметров. Это радикально меняло дело, так как механизмы с таким небольшим перемещением не должны быть дорогими и, следовательно, постройка пулковского радиотелескопа становилась реальной. Конструктивное преимущество такого радиотелескопа в том, что он состоит из одинаковых элементов, что позволяет его серийное производство и постепенный монтаж.

После того, как были оформлены изложенные выше принципы, они были доложены мной в ФИАНе на семинаре отдела, на котором присутствовал, кроме сотрудников ФИАНа, один из ведущих антенншиков Москвы, профессор Я.Н.Фелъд. На семинаре мой доклад был основательно обсужден. Профессор Я.Н.Фелъд указал на трудности измерения характеристик такой большой антенны. Эти сомнения в дальнейшем были благополучно разрешены. Обсуждался также вопрос о трудностях наводки радиотелескопа на источник. Но в обшем, отношение семинара к моему предложению было положительным... После того, как на семинаре ФИАНа идея новой антенны (она была названа антенной переменного профиля) была одобрена, мы с С.Э.Хайкиным подали заявку на изобретение и вскоре получили положительное решение о присуждении нам авторского свидетельства. После очередной реорганизации комитета по делам изобретений наша заявка была утрачена, и мы получили авторское свидетельство только через 17 лет...

После моего доклада в ФИАНе я поехал в Пулково, где на ученом совете рассказал о принципах нового радиотелескопа. На совете присутствовали такие крупные специалисты как член-корреспондент Д.Д.Максутов и Н.Н.Михельсон и другие. Доклад получил одобрение. После этого ученого совета вопрос о постройке большого пулковского радиотелескопа (БПР) перешел в стадию реализации.

Пора рассказать о роли моего руководителя, профессора С.Э.Хайкина в разработке и особенно реализации новой антенны. Давая мне задание на проектирование, он сказал: “Вся антенна должна быть на земле, ну что-то вроде забора”. Более ясных указаний я не получил. Но по мере разработки принципа, расчета и эскизного проектирования я всегда получал от него поддержку, позволяющую уверенно двигаться вперед. Но главное - он понял, правда не сразу, что отраженная антенной волна не будет сходиться в одной точке - фокусе. Так как отражающие элементы плоские и, следовательно, в вертикальном направлении фокусировать не могут, то отраженная волна будет сфокусирована только в горизонтальном направлении и будет сходиться не в точку, а на вертикальной прямой, где ее нужно принять с помощью вертикальной - линейной антенны... Если бы не смелая и принципиальная позиция Хайкина, наш проект был бы завален на многочисленных академических комиссиях. Хайкин видел перспективу развития идеи, он понимал, что расчет конфигурации ленточной антенны при большом диаметре требует высокой точности доступной только ЭВМ. Это через много лет было реализовано на антенне Зеленчукской обсерватории РАТАН-600, построенной по тому же принципу. Более того, он верил, что наводка отражающих элементов в дальнейшем станет автоматизированной с помощью управляющих ЭВМ. Вместе с тем он дал указание конструктору П.Д.Калачеву, спроектировать для пулковской антенны простые механизмы с ручной установкой и элементарными измерительными устройствами, которые позволяли бы проверить правильность принципа и годились для реальных наблюдений при условии, что время наводки телескопа порядка 0,5 часа вполне допустимо. Эти механизмы П.Д.Калачев разработал за несколько дней, и теперь уже можно было искать завод для их производства. И в этом важном деле Хайкин оказался на высоте. Каркасы для отражающих элементов были отлиты из чугуна на каком-то маленьком заводе, производившем отливки из материала заказчика, а производство механизмов ему удалось устроить на сызранском заводе тяжелого машиностроения. Это все помимо министерств и без всякой бюрократии.

Интересна история финансирования производства радиотелескопа, строительства фундамента под него и сооружения двухэтажного здания Отдела радиоастрономии Пулковской обсерватории. Деньги на все эти внеплановые работы не предусматривались, зато в планах строящейся обсерватории числилась помпезная мраморная лестница от подошвы холма через Братское кладбище к Главному зданию большой стоимостью в 3 миллиона рублей (300 тысяч современных). Хайкин, договорившись с директором А.А.Михайловым, добился перевода этих средств на строительство Отдела радиоастрономии. Удивительно, насколько гибко и оперативно велись дела в 1954 году. Сейчас, при нашей закостенелой министерской бюрократии, это было бы совершенно невозможно.

После ученого совета, на котором рассматривался и был одобрен наш проект, мы с Хайкиным отправились выбирать на территории обсерватории площадку под строительство радиотелескопа и лабораторного здания. Территория обсерватории в то далекое время имела далеко не цивилизованный вид. Это было поле вчерашней битвы. Асфальтовые дороги отсутствовали. Отойдя чуть в сторону от главного здания, вы попадали в непролазную грязь. Продолжалось строительство жилых домов, амбулатории, магазина, складов. Часть территории занимали предприятия строителей: пилорама, столярный цех, бараки. Все это было убрано только в 1958 году, когда ожидали приезда большого числа иностранных гостей на ассамблею Международного астрономического союза, тогда же заасфальтировали дороги. Выбирая площадку, мы с Хайкиным дошли до южного склона Пулковской горы. Здесь было свободное поле, сплошь заболоченное разлившимися ключами, покрытое еще свежими окопами, траншеями и наполненными водой воронками от крупных снарядов и бомб. С юга площадка была ограничена противотанковым эскарпом, тоже залитым водой. Но эта площадка имела преимущества, так как допускала развитие размеров инструмента, позволяла расположить на ней ряд других радиотелескопов меньшего размера и, наконец, площадка была открыта с юга, что давало возможность проводить антенные измерения на большом расстоянии. Эта безрадостная c виду площадка требовала мелиоративных работ - дренажа для спуска поверхностных вод. Эти работы были необходимы, так как фундамент под радиотелескопом должен стоять незыблемо с точностью до малых долей миллиметра. К сожалению, строители плохо выполнили эти работы и уже построенный фундамент “плавал”, особенно, весной и осенью. Это потребовало в дальнейшем повторения дренажных работ. Но, в конце концов, фундамент устоялся, и радиотелескоп оправдал наши надежды.

Итак, переезд в Пулково - дело решенное. В Москве я подготовил к отправке в Пулково два 4-х метровых радиотелескопа, договорился о прикомандировании к ГАО аспиранта Шмаонова и был свободен. Последние прощальные поцелуи и слезы моей жены, и я уехал.