АСТРОНОМЫ РОССИИ – Николай Семёнович Кардашёв

Мы продолжаем новую рубрику «АСТРОНОМЫ РОССИИ», где рассказываем о выдающихся астрономах нашей страны, которые, как сказал М.В. Ломоносов «…всю свою жизнь посвятили занятиям Астрономией…» и совершили немало открытий в самой звездной из наук!

Сегодня мы посвящаем наш рассказ Николаю Семёновичу Кардашёву, одному из выдающихся астрономов нашего времени. Он прошел свой звездный путь от выпускника астрономического кружка Московского планетария до академика и астронома мирового масштаба.

Николай Семёнович Кардашёв произвел революцию в астрономии. Благодаря ему создан космический интерферометр рекордных размеров, который проработал в космосе 7,5 лет. Кардашёв стал одним из первых ученых, занимавшихся поиском разумной жизни во Вселенной.

Академик Николай Семёнович Кардашёв входит в десятку самых авторитетных российских учёных в мире. В честь его заслуг назван астероид (39509) Кардашёв.

Кардашёв Николай Семёнович 

25 апреля 1932 – 3 августа 2019

Николай Семёнович родился 25 апреля 1932 года в Москве в семье революционных деятелей. Его отец Семён Карлович Брике (1898-1937) после революции был ответственным партийным работником и до 1927 года работал в Коминтерне, а затем уполномоченным Комиссии партийного контроля в Азовско-Черноморском крае. Мать, Нина Николаевна Кардашёва (1899-1980) окончила Высшие женские курсы и Институт Красной профессуры, была членом партии большевиков с 1917 года. Оба родителя были репрессированы, когда Коле было всего 5 лет. Отец был подвергнут необоснованному аресту органами НКВД и его расстреляли в 1937 году (реабилитирован в 1956 году). Мама Коли, после расстрела отца стала членом семьи «врага народа» и была отправлена в лагерь, а затем в ссылку (в 1956 году полностью реабилитирована). Почти 20 лет не видел Николай свою мать, которая вышла из заключения только после смерти Сталина. Потом она работала в городе Муром, не имея права жить в столице.

После ареста родителей, пятилетний Коля попал в детский дом откуда с большим трудом его забрала сестра матери. Он носил фамилию матери и ее сестры. Во время войны сестра матери умерла – и Коля остался совсем один. Николай Семёнович очень рано начал самостоятельную жизнь. После войны, подростком, он долго жил в большой коммунальной квартире без единого родного человека.

Московский планетарий и загадка Вселенной

Интерес к науке о Вселенной зародился у будущего академика в шестилетнем возрасте. Толчком послужил первый визит в Московский планетарий где мальчик побывал на лекции о Джордано Бруно, и попытка подсчитать «… нет, не сколько звезд на небе, а сколько у этих звезд концов (лучей): пятиконечные они или еще какие-нибудь» – захватила воображение малыша. Николай увлекся звездной наукой.

Как рассказывал нам сам Николай Семёнович, на встрече астрокружковцев в 2014 году, в астрономический кружок Московского планетария он пришел в 1943 году, когда ему было 11 лет. Руководил кружком будущий директор планетария Виктор Васильевич Базыкин. Именно здесь, в стенах планетария Коля учился не только звездной науке, он учился задавать вопросы, искать решения и самое важное, как он потом неоднократно вспоминал, - мечтать. Здесь, в планетарии, состоялось его знакомство с астрономией и с многими будущими друзьями и коллегами.  Астрономический кружок Московского планетария стал для Николая Кардашёва настоящей стартовой площадкой в мир большой науки.

Николай Семёнович – один из тех наших академиков, которые не только пронесли детскую мечту через всю свою жизнь, но и старались всеми силами сделать ее реальностью. Подняв однажды в детстве голову к небу и увидев над собой россыпь звезд, Николай начал мечтать о «братьях по разуму». Там, во Вселенной, обязательно должны жить разумные существа. Но как с ними встретиться? В поисках ответа, Кардашёв станет одним из первых учёных в мире, серьезно занимающихся поиском внеземных цивилизаций. Он внесет огромный вклад в проект SETI. SETI — это общее название проектов и мероприятий по поиску внеземных цивилизаций и возможному вступлению с ними в контакт (SETI (англ. SETI, Search for Extraterrestrial Intelligence). 

ГАИШ МГУ имени М.В. Ломоносова и радионебо…

В 1950 году Николай Семёнович поступил на астрономическое отделение механико-математического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. Можно только представить, как волновался при поступлении сын репрессированных родителей. Из интервью В. Губарева с Н.С. Кардашёвым:

- Какой был наиболее значительный (волнующий) момент в Вашей карьере, Николай Семёнович?

- Самый значительный момент - то, что я в 1950 году стал студентом Механико-математического факультета (Астрономического отделения) МГУ несмотря на то, что мои родители были репрессированы.

Эпоха радиоастрономии

На протяжении тысячелетий люди наблюдали небо глазами. Потом глаза вооружили телескопами. Мостом между небесными телами и человеком был свет. В первой половине XX века обнаружилось, что небесные тела излучают не только свет, но и радиоволны. Это был первый прорыв астрономов за грань видимого. Пришло время увидеть невидимое глазом – время радиоастрономии.

Вторая мировая война подстегнула прогресс в радиотехнике. Радиотелескопы 1940-х годов были переделаны из военных локаторов в научные инструменты. Радиоастрономия стремительно превращалась в науку. Были основаны первые радиообсерватории, в том числе и в нашей стране.

Ученик Шкловского

Студенческие годы Николая Семёновича пришлись как раз на эпоху великого радиосдвига в астрономии. Курс, на котором учился Кардашёв, стал первым, слушающим лекции по радиоастрономии. Читал их один из первопроходцев в этой области Иосиф Самуилович Шкловский. Именно под его руководством и начал свою научную деятельность Николай Семёнович. Он стал его талантливейшим учеником, что позже переросло в тесное творческое сотрудничество. Николай Кардашёв оставался учеником и другом Шкловского вплоть до безвременной кончины своего учителя в 1985 году.

По окончании университета в 1955 году Кардашёв становится старшим лаборантом Отдела радиоастрономии Шкловского в Государственном астрономическом институте им. П. К. Штернберга МГУ, затем аспирантом.

В 1959 году под руководством Шкловского Кардашёв написал кандидатскую диссертацию, оказавшуюся столь фундаментальной, что ее — редчайший случай! — через несколько лет после защиты засчитали как докторскую! В 1965 году Николай Семёнович получил степень доктора ф.-м. н., а позже Государственную премию.

Так начиналось время астрономических открытий Николая Семёновича. Постепенно мечта Коли Кардашёва становилась реальностью.

Астрономические открытия и заслуги.

От фантастики до реальности – умение мечтать…

Академик Н.С. Кардашёв: «Астрофизика объединяет человечество».

Незаурядное научное дарование Кардашёва проявилось в его диссертации. Ученый решил нетривиальную задачу и продемонстрировал, как по излучению космического радиоисточника оценить его возраст. Также он объяснил, что в радиодиапазоне можно обнаружить один из видов излучения межзвездного газа (рекомбинационные линии ионизированного атомарного водорода). Наблюдатели открыли это явление лишь в 1964 году. А в 1988 году первооткрыватели рекомбинационных радиолиний, в том числе Николай Кардашёв, получили Государственную премию СССР. Для него это была уже вторая Государственная премия. Первую он получил в 1980 году за научное руководство наблюдениями на радиотелескопе, установленном на борту орбитальной станции «Салют-6».

В 1960-е годы, еще до открытия пульсаров, Николай Семёнович объяснил наличие нейтронной звезды с мощным магнитным полем в центре Крабовидной туманности, т.е. фактически предсказал существование таких небесных объектов как пульсары. Через несколько лет пульсары были открыты и остаются для радиоастрономов классическим объектом изучения.

Кардашёв предсказал возможность наблюдения спектральных линий, образованных при переходах между верхними квантовыми уровнями возбужденных атомов водорода, гелия и других элементов, разработал теорию эволюции спектра синхротронного излучения космических радиоисточников.

РАЗУМНАЯ ЖИЗНЬ ВО ВСЕЛЕННОЙ.

Ученик Шкловского ищет внеземной разум…

Учитель Николая Семёновича Иосиф Самуилович Шкловский написал первый общий трактат о том, как человечество может искать технологически развитых существ в космосе. Книга Шкловского «Вселенная, жизнь, разум» была переведена (и дополнена) Карлом Саганом и стала источником вдохновения для многих участников SETI после её публикации в 1966 году.

В 1960-х годах поиск внеземного разума был скорее мысленным экспериментом, чем задачей, требующей реального оборудования. Кардашёв – один из первых в Советском Союзе, кто сформулировал основные идеи для этой зарождающейся дисциплины.

В 1963 году Николай Семёнович провёл исследования квазара CTA-102. Это был первый отечественный вклад в поиск внеземного разума (в проект SETI). В этой работе он обосновал идею о том, что некоторые галактические внеземные цивилизации существовали за миллиарды лет до нашей. Он рассчитал шкалу ранжирования таких цивилизаций – «шкалу Кардашёва». Благодаря Николаю Семёновичу советские исследования по поиску внеземных цивилизаций опередили на несколько лет американские программы (SETI).

Шкала Кардашёва

«Шкала Кардашёва» — это системная модель космических цивилизаций. Кардашёв предположил, что стадии внеземных цивилизаций Вселенной можно классифицировать по уровню потребления энергии. Чем более «продвинута» цивилизация, тем выше уровень её энергопотребления. Он разделил все возможные цивилизации на три группы. Общество (например, наше), которое управляет энергетическими ресурсами своей планеты, называется цивилизацией I типа. Цивилизации II типа могут использовать всю энергию своей родной звезды, а общество III типа способно использовать всю энергию своей галактики.

Согласно данной модели, где-то существуют цивилизации, освоившие энергию всей своей галактики.

Основоположник космической радиоастрономии

В 1967 году Николай Семёнович перешел работать из ГАИШ в только что созданный Институт космических исследований (ИКИ), где возглавил лабораторию, а потом стал заместителем директора.

В 1970- годах вместе с академиком Ю. Н. Парийским Кардашёв стоял у истоков проектирования и создания РАТАН-600 – крупнейшего в мире кольцевого радиотелескопа диаметром 600 м.

Николай Семёнович Кардашёв один из основоположников космической радиоастрономии. Он автор более 150 научных статей, редактор большого числа отечественных и международных трудов конференций и книг.

В 1983-1984 годах по инициативе Н.С. Кардашёва и И.С. Шкловского сотрудниками ИКИ был осуществлен первый в истории космический эксперимент «Реликт» по изучению реликтового излучения с космического аппарата, осуществлённый на советском спутнике «Прогноз-9». В результате эксперимента была построена первая в мире полная карта распределения реликтового излучения по небесной сфере на длине волны 8 мм с угловым разрешением 7 градусов.

Совместно с Вячеславом Ивановичем Слышом Кардашёв провел несколько экспериментов на межпланетных космических аппаратах по измерению длинноволнового космического радиоизлучения.

В 1990 году большая группа сотрудников ИКИ во главе с Николаем Кардашёвым перешла на работу в Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН). Эта группа объединилась с сотрудниками лаборатории радиоастрономии ФИАН. Так возник Астрокосмический центр ФИАН (АКЦ ФИАН). Николай Кардашёв был бессменным руководителем АКЦ с момента создания центра и до своей кончины. Частью АКЦ стала Пущинская радиоастрономическая обсерватория (ПРАО).

В 1994 году Николай Семёнович Кардашёв был избран действительным членом Российской Академии Наук.

Кардашёв с соавторами активно развивал гипотезу моделей Мультивселенной с системой кротовых нор и работал над подготовкой экспериментов по их обнаружению.

Николай Семёнович предложил важнейший метод наблюдательной радиоастрономии, который обеспечивает уникально высокое угловое разрешение. Это радиоинтерферометр со сверхдлинной базой, состоящий из системы нескольких радиотелескопов на Земле и одного в космосе. Эта фантастическая идея воплотилась в проекте «РАДИОАСТРОН».

Миссии РАДИОАСТРОН и МИЛЛИМЕТРОН

Благодаря Николаю Семёновичу реализован проект «Спектр-Р» первого в мире самого крупного космического радиотелескопа, который проработал с 2011 по июнь 2019 года. Это «РАДИОАСТРОН» — космический радиотелескоп с приёмной параболической антенной диаметром 10 метров. Он был установлен на аппарате «Спектр-Р» и выведен на высокоапогейную орбиту спутника Земли, на расстояние почти как до Луны — до 350 тысяч км!

«РАДИОАСТРОН» является крупнейшим в мире космическим радиотелескопом, и это было отмечено в книге рекордов Гиннесса. В феврале 2014 года «РАДИОАСТРОН» был внесен в Книгу рекордов Гиннеса как самый большой космический радиотелескоп.

За 7,5 лет активных наблюдений этот космический интерферометр провел более 4-х тысяч наблюдений и исследовал несколько сотен астрономических объектов: квазары, черные дыры, нейтронные звезды, ядра галактик, уточнил форму джетов (струи плазмы, вырывающиеся из центра галактик), измерил температуру различных объектов и пронаблюдал еще много чего, оставив астрономам около 4 млн. гигабайт данных для анализа.

Но Николай Семёнович не останавливается в достижении своей мечты… В продолжении проекта «Спектр-Р» сегодня готовится к запуску не менее уникальная космическая обсерватория «Спектр-М», чувствительность которой будет в 1000 раз выше всех наземных телескопов.

Космическая обсерватория «МИЛЛИМЕТРОН» («Спектр-М») – проект Астрокосмического центра Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (АКЦ ФИАН). Это будет 10-метровый космический телескоп, предназначенный для исследования различных объектов во Вселенной в миллиметровом, субмиллиметровом и дальнем инфракрасном диапазонах спектра, как с ультравысокой чувствительностью (режим одиночного телескопа), так и со сверхвысоким угловым разрешением (в режиме интерферометра) - до 30 наносекунд дуги. Высокая чувствительность достигается за счет глубокого охлаждения зеркальной системы телескопа и приемной аппаратуры. Высокое угловое разрешение обеспечивается благодаря расположению обсерватории в районе точки Лагранжа L2 системы Солнце-Земля, находящейся на 1,5 млн км от Земли в антисолнечном направлении. Ключевые научные задачи обсерватории «МИЛЛИМЕТРОН» нацелены на решение фундаментальных астрофизических проблем.

 «МИЛЛИМЕТРОН» сможет показать, что творится в ядре галактики, чёрной дыре или кротовой норе, и возможно, поможет проложить туннель в параллельные вселенные и научит человечество передвигаться во времени...

***

Академик Николай Кардашёв: «Люди должны уметь мечтать».

Николай Семёнович Кардашёв – яркий пример астронома, который умел мечтать и делал все для того, чтобы мечты осуществились. За свой вклад в развитие российской науки Кардашёв был удостоен многих государственных и правительственных наград. В честь его заслуг назван астероид (39509) Кардашёв, открытый в 1981 году советским астрономом Николаем Черных в Крымской астрофизической обсерватории.

Талантливый советский и российский учёный-астроном мирового уровня ушел из жизни 3 августа 2019 года в Москве. Похоронен Николай Семёнович на Троекуровском кладбище столицы.

Людмила Кошман. В статье использованы материалы:

• Биографический справочник «Астрономы России 1917–2021», Москва 2022 год;
• astronet.ru;
• Виктория Игнатова «Персоналии Астрономической обсерватории Московского университета и ГАИШ» (heritage.sai.msu.ru);
• Последнее интервью с Николаем Кардашёвым и судьба обсерватории «Спектр-М» ;
• Анатолий Глянцев «90-летие Н.С. Кардашёва»;
• Владимир Губарев «Беседа с академиком РАН о Вселенных, которых мы не видим» ;
• Наталия Лескова «Академик Николай Кардашёв: «Люди должны уметь мечтать» (Журнал "Наука и жизнь" №11 2013)