Ғылым • 14 Мамыр, 2024

Астрофизика әлемі «AstroHub» экожүйесін дамытуға жол ашады

100 рет
көрсетілді
15 мин
оқу үшін

Азуын айға білеген алпауыт елдер жерден тыс ғаламды зерттеп, ғарышқа спутник ұшырып, адамзатқа беймәлім әлемді адамзаттық игілікке айналдыру жолдарын қарастырып жатыр. Қазақстан да ғарышты игеру көшінен қалмай келеді. Елімізде өткен ғасырдың 40-жылдарынан бас­тау алатын астрономия және астрофизика саласындағы іргелі ғылыми зерттеулер осыған дәлел. Алматы маңындағы Астрофизика институтының ғалымдары 80 жылдық тарихында Ассы-Түрген, Каменск үстірті, Тянь-Шань астрофизикалық обсерваторияларында жер айналасындағы ғаламның ғажайыптарын зерттеп қана қоймай, көкке құлаш сермеген елдердің озық жетістіктерін, спутниктерін қалт жібермей қадағалап отыр.

Астрофизика әлемі «AstroHub» экожүйесін дамытуға жол ашады

Академик Қ.Сәтбаев бастауында тұрған институт

1941 жылы Күннің тұтылуын Қазақстан аумағында бақылау мақсатында кеңестік елдердің академиялық институттары ғалымдарынан 30-ға жуық экспедиция жасақталғаны белгілі. Алайда Екінші дүниежүзілік соғыс ғалымдардың жоспарына айтарлықтай кедергі келтірді. Сол кезеңдегі күрделі жағдайға қарамастан, Мәскеу мен Ленинград экспедициялары қалайда күннің тұтылуын бақылау үшін Алматыға табан тіреген болатын. Экспедиция жұмысының нәтижесінде «Эйнштейн эффектісіне» қатысты құнды деректер қоры жинақталды. Бірақ ғылыми зерттеулерге қатысқан ғалымдар соғысқа байланысты кері қайта алмай, республикада астрономия ғылымын дамыту ісін жалғастыру мақсатында қалып қойды. 1941 жылы академик Қ.Сәтбаевтың қолдауымен астрофизиканың негізін қалаушылардың бірі, академик Василий Фесенковтың жетекшілігімен Қазақстандағы астрономия ғылымында жаңа кезең басталды. Астрофизика институты құрылды. Жер айналасындағы ғарыштық кеңістік, Күн мен Жер байланысының физикалық және динамикалық үрдістерін зерттеуде тыңнан жол салынып, астроном-академиктер Гавриил Тихов, Төкен Омаров, Виктор Дробжев сынды аты әлемге әйгілі ғалымдар ұжымы қалыптасты.

Қазіргі кезде В.Г.Фесенков атындағы астрофизика институтына Қазақстандағы есептеу астрофизикасының негізін салушылардың бірі, физика-математика ғылымдарының кандидаты, профессор, ғылым саласындағы Мемлекеттік сыйлықтың бірнеше мәрте иегері атанған Шыңғыс Омаров басшылық етіп отыр.

Профессор Шыңғыс Омаров – Әл-Фараби атындағы Қазақ мемлекеттік университеті механика-математика факультетінің түлегі. 1994 жылы NASA-да, 1998 жылы Кливлендте Халықаралық ғарыш университетінде, 2001-2004 жылдарда Гейдельбергте Есептеуіш астрономия институтында тағлымдамадан өткен. 2007-2012 жылдары профессор Райне Шпурземен неміс-қазақ есептеу астрофизикасы, ал 2017-2019 жылдары профессор Райнер Шпурземен белсенді ғаламдардың ядролар динамикасын зерттеуде қазақ-қытай жобасына қатысты. Профессордың жетекшілігімен N-денелер мәселелерін модельдеу саласында халықаралық ғылыми-зерттеуде тәжірибесі бар жас ғалымдар тобы құрылды. Сондай-ақ Ш.Омаров АҚШ Қорғаныс министрлігінің штаб-пәтері  Пентагонға Қазақстаннан шақырылған жалғыз ғалым саналады. Осы орайда профессор Шыңғыс Омаров ғарыш кеңістігін зерттеуде обсерваторияларда қолданып жатқан жаңа технологиялық мүмкіндіктер туралы айтты.

– Күн жүйесін, қашықтағы ғарышты зерттеу еліміз үшін өте маңызды. Кейінгі уа­қытта ғылым мен технологиядағы жетіс­тіктер Қазақстанның да өзге елдер сияқты ғарыштық әлеуетінің артуы­­­на ықпал етіп келеді. Осыдан 10 жыл бұрын ғарышқа ұшырған спутниктеріміз те­ле­коммуникацияда нәтижесін беріп отыр. Геостационарлық «KazSat» және жерді ғарыштан бақылайтын «KazEOSat» спутниктері республика опера­тор­ла­ры­ның қажетін өтеп жатыр. Бүгінде Илон Масктің «SpaceX» компаниясы сияқты әлем­нің көптеген елдері ғарышты игеруге спутниктерін ұшыруда. Адамзат үшін ғарышты зерттеудің игілігімен қатар кері әсерінің де бар екенін естен шығармауымыз қажет. Кейінгі уақытта ғарышта қоқыстар пайда болып, спут­ник­тердің қақтығысу ықтималдығы жо­ғарылады. Осыған байланысты Астро­физика институтындағы робот-телескоптар ғарыштағы қолайсыз ахуалды да бақылау мүмкіндігіне ие. Институт ғалымдары робот-телескоптарға бағ­дарламалар әзірлеп, автоматты ре­жім­де өз спутниктерімізді, олардың айна­ла­сындағы қозғалыстарды бақылап, Республикалық ғарыш орталығына ақпарат беріп отырады. Тағы бір айта кететін жайт, ғалымдар интернетті қолдана отырып, бағдарламаны пайдалану арқылы робот-телескоптарды әлемнің кез келген нүктесінде отырып басқара алады. Бүгінде Қазақстан да әлемнің көптеген елі сияқты ғарыштық аппараттарды сүйемелдеу ісін өркен­де­туге атсалысып келеді. Былтыр Үндіс­тан ғарыштық зерттеулер ұйымы «Чан­драян-3» планетаралық стансасын айға ұшырған кезде Астрофизика институты ғалымдары спутник қозғалысын бақылап отырды. Мұнымен қоса ға­ламды, жұлдыздар, планеталарды ба­қылауда, қараңғы материяны зерттеу­де іргелі және қолданбалы астрономия және астрофизиканы дамыту ісіне белсенді атсалысып, астрономиялық бақылаулар, теориялық зерттеулер және компьютерлік модельдеуді іске асы­рып келеді. Ғалымдар үшін осы зерт­теулердің нәтижесін халықаралық ғылыми журналдарда жариялау маңыз­ды. Бүгінде Америка, Еуропаның рейтингтік жур­нал­дарында жарияланған мақа­ла­лар ғалымдарымыздың астрономия және астрофизикадағы жетістіктерін көр­сетеді, – дейді профессор Шыңғыс Омаров.

 

Автоматтандырылған обсерваториялар

Алматыдан 75 шақырым қашық­тық­та, теңіз деңгейінен 2750 метр биік­тікте орналасқан Ассы-Түрген астрономиялық обсерваториясында тұрақты бақылаулар 1981 жылдан бастап жүргізіле бастады. 1950 жылға дейін Таулы астрофизикалық обсерваториясы аталып келген Каменск үстірті обсер­ва­то­рия­сында ға­лым­дар галактикалар, жұл­дыздар, ғалам­шарлар және гео­ста­­ционар жер серік­­теріне бақылау жүр­гізеді. 1957 жылы тамыз айында Халық­аралық геофизика бағ­­дарламасы ая­сын­да құрылған Тянь-Шань обсерваториясы бұл күндері тұ­рақты ба­қы­лау стан­­­са­сының қыз­­­ме­­тін атқарып отыр.

Профессор Шың­­­­ғыс Омаров Ассы-Түрген обсерва­то­рия­­сын­дағы ерек­ше астроклимат ғаламшар астроно­мия­сы үшін өте қолайлы екенін айтады. 1975 жылы академик Төкен Омаровтың басшылығымен Ассы-Түр­ген таулы үстіртінде жаңа обсерва­то­рияның құрылысы жанданған болатын. Профессор Григорий Идлистің жетекшілігімен жазған кандидаттық диссертациясында Төкен Омаров жұл­­дыз динамикасы мен аспан меха­ника­сы­ның түйісуінде ғылыми бағыт­ты қалыптастырған ғалым ретінде бел­гілі. Академиктің ғылыми жұмысы нә­ти­жесінде динамикалық астрономия тарихына «Идлис-Омаровтың есебі», «Омаров-Хаджидеметриу элементтері» және «Гельфгат-Омаровтың есебі» сияқ­ты ұғымдар енді. Академик өмірі­нің соңына дейін Халықаралық астро­но­миялық одақтың мүшесі әрі аспан механикасы және динамикалық астрономия жөніндегі комиссиясының, 2003 жылдан бастап БҰҰ жанындағы «WorldSpaceWeek» Директорлар кеңе­сі­нің құрамында жұмыс істегені белгілі. Бүгінде Ассы-Түрген обсерваториясы академиктің есімімен аталады.

Кейінгі жылдары институт ғалым­дары технологиялар мен цифрлы жетіс­тіктердің нәтижесінде Ассы-Түрген обсерваториясының жерден қашық әрі жақын кеңістікті мониторингілеу және бақылау нәтижесінің жоғарылығына қарап, халықаралық хабқа айналу мүм­­кіндігі зор екеніне көз жеткізіп отыр. Профессор Шыңғыс Омаров атап өткен­дей, обсерватория толыққанды роботты, автоматты жүйеге көшірілген. Оның айтуынша, көнерген механикалық құрылғылардың барлығы дерлік жаңар­ды. Ғимаратта жөндеу жұмыстары жүргізілді. Келесі жылдан бастап инс­титут ғалымдары инновациялық жобаларын «Астротехприбор» компаниясымен бірлесіп жүзеге асыруды көздеп отыр. Астрофизика институты астрономиялық мұрағаттарды халықаралық пайдалануға, стандарттар мен өзара әрекеттесу технологияларын дамытуға ықпал ететін Халықаралық виртуалды обсерваториялар альянсының мүшелігіне өтті. Ассы-Түрген обсерваториясында SSA ұлттық жүйесін өңдейтін SST ғарыштық бақылау және қадағалау жүйесі бар. Қазіргі кезде Ассы-Түрген обсерваториясы бірқатар ғылыми ұйымдардың роботталған телескоптарын орналастыру үшін астрохостинг қызметтерін көрсете бастады. Олардың қатарында Назарбаев университетінің энергетикалық ғарыш зертханалары, Берклидегі Калифорния университетінің ғарыштық зерттеулер зертханасы (Калифорния, АҚШ) бар. Оның нәтижесі еліміздегі астрономия және астрофизика саласындағы зерттеулерді әрі қарай дамытуға мүмкіндік береді. Бұл ұлттық, халықаралық жобалар мен ын­ты­мақтастық аясында географиялық орналасуы және астроклиматтық жағ­дайымен ерекшеленетін Ассы-Түрген астрономиялық бақылау орталығын «AstroHub»-қа айналдыру келешегінің зор екенін көрсетіп отыр.

Бүгінде институттың Италия, Бра­зилия, Аустралия, Ресей, Жапония, Қытай, Еуропалық Ғарыш агенттігі сияқты көптеген орталықтармен жұмысы жанданған. Шетелдік ғалымдармен коллаборацияны дамыту Қазақстан үшін жас ғалымдардың білім алмасуына, оларды ғылымға тарту, жаңа нәтижелер шығаруға мүмкіндік берумен қатар заманауи телес­­­коптарда жұмыс істеп, әлемнің алдыңғы қатарлы астрофизиктерін Алматыға тартуды көздейді. Ассы-Түрген обсерватория­­­­­­­­­сы республиканың және халықаралық оптикалық телескоптарды, жерге жақын ғарыштық кеңістікті мониторингілеу кешенін, бақылау мәліметтерін жинауға, талдауға, сақтауға арналған аппараттық-бағдарламалық құралдарды байланыс­тыратын біртұтас экожүйені дамытуға мүмкіндік береді.

 

Алып компьютер және жасанды интеллект

– Президент Қ.Тоқаев Ғылым және технологиялар жөніндегі ұлттық кеңестің отырысында жасанды интеллектіні дамытатын институттар керек екенін айтқан болатын. Бүгінде жасанды интеллект күнделікті өмірімізге дендеп еніп барады. Жасанды интеллект қарапайым есептерді шешуде ғана емес, күрделі бағдарламаларды жасауда да өте маңызды. Әлемде жасанды интеллект саласында бәсекелестік дамып барады. Оны астрофизикада қолдану халықаралық астрофизика ғылымын жаңа бір сатыға көтеруге ықпал етіп, әлем елдері осы бағытта еркін пікір алмасып, бірлескен жобаларды жүзеге асыра бастады. Осы орайда биыл Назарбаев университетінде Астрофизика институты, Қытай ғалым­дарының бірлесуімен «Есептеу астрофизикасы, суперкомпьютерлерді, жасанды интеллектіні қолдану» тақы­ры­бында халықаралық конференция өткізу жоспарланып отыр. Ғалым­дардың бұл басқосуы астрофизиктер, астрономдардың жасанды интеллект саласындағы озық тәжірибелерімен бөлісуге кеңінен мүмкіндік береді, – дейді профессор Шыңғыс Омаров.

Қазіргі кезде институтта өзге ғылы­ми-зерттеу орталықтарында кездесе бермейтін суперкомпьютер бар. Тех­никалық тұр­ғыда ФАФИ есептеу кластері деп аталатын алып компьютер сандық зерттеу­­­лер жүргізуде, модель­ді де­рек­терді, бақы­лау ақ­параттарын сақ­­­­тауда қолда­ны­лады. Алып маши­на 15 гра­дустық тем­­­пе­ратуралық ре­­­жімде, же­ке бөл­­меде орналас­қан. Бұл кластер жұл­дыз­дар мен галак­­­тикалардан бас­тап әртүрлі мас­ш­табтағы гра­­­­ви­тациялық жүйе­­лер­дің эво­люция­сын түсінуге бағыт­­­­талған. Мұнда сандық есептеулер жүргізу үшін PCI карталары қол­данылады.

Астрономиядағы жаңалықтар көп­­теген архив деректерін өңдеумен ты­ғыз байланысты. Осыған орай институт ғалымдары күнделікті ауқымды де­ректерді өңдейді, сүзгіден өткізеді. Про­фессор Шыңғыс Омаровтың айтуын­­­ша, Ұлттық виртуалды обсерватория құрылып, Қазақстан Халықаралық вир­туалды обсерваториялар альянсы құра­мына кірді. Ондағы мақсат – астро­но­мия­лық зерттеулердің мүм­кіндіктерін арттыру, жақын және қашықтағы ғарыш нысандарын зерттеу үшін астрономияда үлкен деректерді өңдеу, сақтау және талдау, «Big Data» әдістерін дамыту. Бұл жобаны нәтижелі іске асыру Астрофизика институтында жүргізілетін бақылау және сандық зерттеулердің тиімділігін арттырады. Осы бағытта ақпараттарды пайдаланушылар үшін цифрлық портал құрылып, бағдарлама бойынша барлық инновациялардың нәтижелері жарияланған. Веб-ресурс пластина, фотопленкаларда сақталып, сандық жүйеге көшірілген ақпараттармен толыққан. Ғылыми құндылығымен ерекшеленетін деректер қоры студенттерге, ғалымдарға, сондай-ақ шетелдік қызығушыларға да қолжетімді. Енді институтта жұмыс істеп тұрған алып компьютерді күшейту міндеті тұр.

Бүгінде Астрофизика институты бюджеті ғылыми зерттеулерді іске асыруға толыққанды мүмкіндік береді. Ғалымдардың 40 пайызға жуығын жас­тар құрайды. Әл-Фараби атындағы ҚазҰУ, Ғ.Дәукеев атындағы Алматы энергетика және байланыс университеті, Қ.Сәтбаев атындағы ҚазҰПУ, Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық уни­верситетінің студент­тері тәжірибеден өтіп, жұмысқа орналасу мүмкіндігіне ие. Болашақ мамандардың шетелдерде тәжірибеден өтуі де жан-жақты қарастырылыпты.

 

Астероидтардан қандай қауіп бар?

Әлем астрономдары біраз жылдан бері Апофис астероидының Жермен соқтығысу мүмкіндігін қарастырып келеді. Ғылыми болжамдар диаметрі 300 метр болатын астероидтан ғаламдық қақтығыс болуы мүмкіндігін жоққа шығармайды. Ғалымдар астероидтың қозғалыс траекториясын зерттеп, өте қауіпті екенін анықтаған болатын. Оның қозғалысын қалт жібермей отырған ғалымдардың айтуына қарағанда, астероид 2029 жылға қарай жерге жақын геостанционарлық орбита кеңістігіне жақын ұшып өтеді. Келесі жылдан бастап Халықаралық астероидтар қауіпсіздігі жүйесіне енген Астрофизика институты ғалымдары астероид траекториясын бақылауды жалғастырады. Бұған дейін Астрофизика институты ғалымдары АЗТ-20 телескобында астероид спектрін бақылай алған. «NASA» аэроғарыш агенттігі деректеріне сүйенсек, әзірге Апофистен қауіп жоқ. Осы орайда профессор Шыңғыс Омаров ғарыштық технологиялар өндірісін дамыту еліміздің ғарыштық державалар көшінен қалмай, іргелі зерттеулерге серпін беретінін атап өтті. Алдағы уақытта Астрофизика инс­титуты ғалымдары «Galam» бірлескен кәсіпорнымен ғарыш аппараттарын шығаруды жоспарлап отыр.

 

Астрономиялық туризм дамиды

Қазіргі кезде Каменск үстіртінде 4 телескоп жұмыс істеп тұр. Телескоптар елімізде астрономия мен астрофизиканы насихаттау мақсатында қолданылады. Олардың ең көнесіне – 123 жыл. Бұл телес­­­коп XIX ғасырдың аяғында Германияда жасалып, Потсдам обсерваториясынан әкелінген. Телескоп тұрған күмбез тәрізді ғимараттың төбесі ашылады әрі айналып тұрады. Мұнда келген турис­тер, студенттер, мектеп оқушылары жұлдыздар мен аспан денелерін тамашалап, ғалымдар тарапынан ғарыш әлеміне қатысты танымдық лекциялар тыңдайды. Профессор Шыңғыс Омаров атап өткендей, ғасырға жуық ғылыми әрі танымдық маңызы жоғары обсерваторияға туристерді тарта оты­рып, Қазақстанның астрономия және астрофизикадағы жетістіктерін наси­хат­тау­ға болады. Қай елге сапар шексеңіз де туристердің баратын негізгі орны – обсерваториялар. Астрономия саласын дамыту жаңа білімді, жаңа техно­ло­гияларды игеруге мүмкіндік бе­ре­ді. Астрономиялық туризмді дамыту – өркениетті елдің белгісі. Бүгінде Алматыны астрономиялық туризм орта­­лығы ретінде дамытудың барлық алғы­шарты бар.

Астрофизика институты базасындағы обсерваториялар мектеп оқушыларынан бастап шетелдік туристер үшін де тартымды. Осы бағытта 10-нан аса туристік агенттікпен келісім жасалыпты. Қа­зір­гі кезде институт басшылығы іргелі ғылымды дамытумен қатар астро­но­мия­лық турзим бағытында да заманауи қадамдар жасап жатыр.

 

АЛМАТЫ