01.09.2017 13:40 1097

Радиотелескопом называется устройство, с помощью которого астрономы изучают космические объекты, находящиеся далеко от Земли. В отличие от обычного оптического телескопа , исследуемый объект нельзя увидеть сразу. Радиотелескоп улавливает излучение небесных тел и полученный сигнал передаёт на специальный монитор.

Идея создать такой аппарат принадлежит американскому физику Карлу Янскому. Исследуя атмосферные радиопомехи, учёный обнаружил радиоволны неизвестного происхождения. Впоследствии выяснилось, что источником радиоизлучения является центр нашей галактики Млечный Путь. Это открытие образовало новую науку – радиоастрономию, изучающую небесные объекты с помощью электромагнитного излучения.

Внешне радиотелескоп напоминает простую спутниковую антенну, способную принимать радиоизлучения из космоса. Источниками радиоизлучения во вселенной являются планеты, астероиды и кометы . С помощью радиотелескопа астрономам удалось вести наблюдения за солнцем и разными процессами, которые на нём происходят. Также данные измерений помогли определить размеры и массы планет нашей солнечной системы.

Радиоастрономические обсерватории расположены в разных уголках нашей планеты. Самый крупный радиотелескоп в мире находится на юге России, в Карачаево-Черкессии. Он входит в комплекс Зеленчукской радиоастрономической обсерватории.

Таблица 2

Характеристики телескопа

Перигей-350000 км.

Апогей-600км. /2/

Зеркальная параболическая антенна радиотелескопа имеет диаметр в 10метров, состоит из 27 лепестков и 3-х метрового цельного зеркала.

Полная масса полезного научного груза - приблизительно 2600 кг. Она включает массу антенны(1500кг), электронного комплекса, содержащего приёмники, малошумящие усилители, синтезаторы частот, блоки управления, преобразователи сигналов, стандарты частоты, высокоинформативную систему передачи научных данных - около 900 кг.

В настоящий момент для сеансов двусторонней связи используются крупнейшие в России антенные комплексы П-2500 (диаметр 70 м) в приморском городе Уссурийск и ТНА-1500 (диаметр 64 м) в подмосковном посёлке Медвежьи Озера.

Связь с аппаратом «Спектр-Р» возможна в двух режимах. Первый режим - двусторонняя связь, включающая передачу команд на борт и прием с него телеметрической информации.

Второй режим связи - сброс радиоинтерферометрических данных через узконаправленную антенну высокоинформативного радиокомлекса (ВИРК).

Заключение

Я считаю, что данная работа в достаточной мере описываетимеющиеся методы получения космического радиоизлучения. При помощь данной работы можно проследить за тенденциями в развитии радиотелескопов. Можно заметить, что ученые акцентировали свои усилия в улучшении телескопов больше на увеличении характеристики углового расширения, чем на увеличении чувствительности радиотелескопов. Это, скорее всего, связано с тем, что увеличение чувствительности требует увеличения площади,следовательно и диаметра, антенн(2.5), что делать после определенного порога(150м) очень сложно. Так как наблюдения, проводимые при помощи ‘Радиоастрона’ оказались очень результативными, я думаю, что радиоастрономия будут продолжать развитие в этом направлении(увеличение разрешения за счет увеличения апертуры) путем размещения новых орбитальных обсерватории, которые будут подобны ‘Радиоастрону’. Мою мысль подтверждает наличие такого проекта как SNAP(SuperNova Acceleration Probe), который планируют запустить в 2020 году. /5/

Список используемых источников

1.Краус Д. Д. 1.2. Краткая история первых лет радиоастрономии // Радиоастрономия / Под ред. В. В. Железнякова. - М.: Советское радио, 1973. - С. 14-21. - 456 с.

2. Сопутствующие определения[Электронный ресурс] // Электронная Энциклопедия: сайт.- URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/(дата обращения: 12.05.2014)

3. Вокруг света.-М.:Науч.-попул. 2006-2007

4. Проект Радиоастрон и космическая радиоастрономия [Электронный ресурc] //Федеральное космическое агенство: cайт. - URL: http://www.federalspace.ru/185/ (дата обращения: 12.05.2014)

5. Информация о проекте SNAP [Электронный ресурс ] // Supernova Acceleration Probe:

cайт. - URL: http://snap.lbl.gov/index.php (дата обращения: 12.05.2014)

Приложение

Фотографии радиоинтерфероматра VLA и фотография получаемых с них изображений

Рис. 1VeryLargeArray(видсземли)

Рис. 2VeryLargeArray(вид со спутника)

Рис. 3Изображение черной дыры 3C75 в радиодиапазоне

Современные радиотелескопы позволяют исследовать Вселенную в таких подробностях, которые еще недавно находились за пределами возможного не только в радиодиапазоне, но и в традиционной астрономии видимого света. Объединенные в единую сеть инструменты, расположенные на разных континентах, позволяют заглянуть в самую сердцевину радиогалактик, квазаров, молодых звездных скоплений, формирующихся планетных систем. Радиоинтерферометры со сверхдлинными базами в тысячи раз превзошли по «зоркости» самые крупные оптические телескопы. С их помощью можно не только отслеживать перемещение космических аппаратов в окрестностях далеких планет, но и исследовать движения коры нашей собственной планеты, в том числе непосредственно «почувствовать» дрейф материков. На очереди космические радиоинтерферометры, которые позволят еще глубже проникнуть в тайны Вселенной.

Земная атмосфера прозрачна не для всех видов электромагнитного излучения, приходящего из космоса. В ней есть только два широких «окна прозрачности». Центр одного из них приходится на оптическую область, в которой лежит максимум излучения Солнца . Именно к нему в результате эволюции адаптировался по чувствительности человеческий глаз, который воспринимает световые волны с длиной от 350 до 700 нанометров. (На самом деле это окно прозрачности даже немного шире — примерно от 300 до 1 000 нм, то есть захватывает ближний ультрафиолетовый и инфракрасный диапазоны). Однако радужная полоска видимого света — лишь малая доля богатства «красок» Вселенной. Во второй половине XX века астрономия стала поистине всеволновой. Достижения техники позволили астрономам вести наблюдения в новых диапазонах спектра. С коротковолновой стороны от видимого света лежат ультрафиолетовый, рентгеновский и гамма-диапазоны. По другую сторону располагаются инфракрасный, субмиллиметровый и радиодиапазон. Для каждого из этих диапазонов есть астрономические объекты, которые именно в нем проявляют себя наиболее рельефно, хотя в оптическом излучении они, может быть, и не представляют собой ничего выдающегося, так что астрономы до недавнего времени их просто не замечали.

Один из наиболее интересных и информативных диапазонов спектра для астрономии — радиоволны. Излучение, которое регистрирует наземная радиоастрономия, проходит через второе и гораздо более широкое окно прозрачности земной атмосферы — в диапазоне длин волн от 1 мм до 30 м. Ионосфера Земли — слой ионизованного газа на высоте около 70 км — отражает в космос все излучение на волнах длиннее 30 м. На волнах короче 1 мм космическое излучение полностью «съедают» молекулы атмосферы (главным образом кислород и водяной пар).

Главная характеристика радиотелескопа — его диаграмма направленности. Она показывает чувствительность инструмента к сигналам, приходящим с разных направлений в пространстве. Для «классической» параболической антенны диаграмма направленности состоит из главного лепестка, имеющего вид конуса, ориентированного по оси параболоида, и нескольких гораздо (на порядки) более слабых боковых лепестков. «Зоркость» радиотелескопа, то есть его угловое разрешение, определяется шириной главного лепестка диаграммы направленности. Два источника на небе, которые вместе попадают в раствор этого лепестка, сливаются для радиотелескопа в один. Поэтому ширина диаграммы направленности определяет размер самых мелких деталей небесного радиоисточника, которые еще можно различить по отдельности.

Универсальное для телескопостроения правило гласит, что разрешающая способность антенны определяется отношением длины волны к диаметру зеркала телескопа. Поэтому для увеличения «зоркости» телескоп должен быть побольше, а длина волны — поменьше. Но как назло радиотелескопы работают с самыми длинными волнами электромагнитного спектра. Из-за этого даже огромные размеры зеркал не позволяют добиться высокой разрешающей способности. Не самый крупный современный оптический телескоп с диаметром зеркала 5 м может различить звезды на расстоянии всего 0,02 угловой секунды. Невооруженным глазом видны детали около одной минуты дуги. А радиотелескоп диаметром 20 м на волне 2 см дает разрешение еще в три раза хуже — около 3 угловых минут. Снимок участка неба, сделанный любительским фотоаппаратом, содержит больше деталей, чем карта радиоизлучения той же области, полученная одиночным радиотелескопом.

Широкая диаграмма направленности ограничивает не только остроту зрения телескопа, но и точность определения координат наблюдаемых объектов. Между тем точные координаты нужны для сопоставления наблюдений объекта в разных диапазонах электромагнитного излучения — это непременное требование современных астрофизических исследований. Поэтому радиоастрономы всегда стремились к созданию как можно более крупных антенн. И, как ни удивительно, радиоастрономия в итоге намного обогнала по разрешению оптическую.

Рекордсмены в одиночном разряде

Полноповоротные параболические антенны — аналоги оптических телескопов-рефлекторов — оказались самыми гибкими в работе из всего многообразия радиоастрономических антенн. Их можно направлять в любую точку неба, следить за радиоисточником — «копить сигнал», как говорят радиоастрономы, — и тем самым повышать чувствительность телескопа, его способность выделять на фоне всевозможных шумов гораздо более слабые сигналы космических источников. Первый крупный полноповоротный параболоид диаметром 76 м был построен в 1957 году в британской обсерватории Джодрелл-Бэнк. А сегодня тарелка крупнейшей в мире подвижной антенны в обсерватории Грин-Бэнк (США) имеет размеры 100 на 110 м. И это практически предел для одиночных подвижных радиотелескопов. Увеличение диаметра имеет три важных следствия: два хороших и одно плохое. Во-первых, самое важное для нас — пропорционально диаметру возрастает угловое разрешение. Во-вторых, растет чувствительность, причем гораздо быстрее, пропорционально площади зеркала, то есть квадрату диаметра. И, в-третьих, еще быстрее увеличивается стоимость, которая в случае зеркального телескопа (как оптического, так и радио) примерно пропорциональна кубу диаметра его главного зеркала.

Главные трудности связаны с деформациями зеркала под действием силы тяжести. Чтобы зеркало телескопа четко фокусировало радиоволны, отклонения поверхности от идеальной параболической не должны превышать одной десятой от длины волны. Такая точность легко достигается для волн длиной несколько метров или дециметров. Но на коротких сантиметровых и миллиметровых волнах требуемая точность составляет уже десятые доли миллиметра. Из-за деформаций конструкции под собственным весом и ветровых нагрузок практически невозможно создать полноповоротный параболический телескоп диаметром более 150 м. Крупнейшая неподвижная тарелка диаметром 305 м построена в обсерватории Аресибо, Пуэрто-Рико. Но в целом эпоха гигантомании в строительстве радиотелескопов подошла к концу. В Мексике на горе Сьерра-Негра, на высоте 4 600 метров, завершается строительство 50-метровой антенны для работы в диапазоне миллиметровых волн. Возможно, это последняя большая одиночная антенна, создающаяся в мире.

Для того чтобы разглядеть детали строения радиоисточников, нужны другие подходы, в которых нам и предстоит разобраться.

Принцип действия

Радиоволны, испускаемые наблюдаемым объектом, распространяются в пространстве, порождая периодические изменения электрического и магнитного поля. Параболическая антенна собирает упавшие на нее радиоволны в одной точке — фокусе. Когда через одну точку проходит несколько электромагнитных волн, они интерферируют, то есть их поля складываются. Если волны приходят в фазе — они усиливают друг друга, в противофазе — ослабляют, вплоть до полного нуля. Особенность параболического зеркала как раз в том, что все волны от одного источника приходят в фокус в одной фазе и усиливают друг друга максимально возможным образом! На этой идее основано функционирование всех зеркальных телескопов.

В фокусе возникает яркое пятно, и здесь же обычно помещают приемник, который замеряет суммарную интенсивность излучения уловленного в пределах диаграммы направленности телескопа. В отличие от оптической астрономии, радиотелескоп не может сделать фотографию участка неба. В каждый момент он фиксирует излучение, приходящее только с одного направления. Грубо говоря, радиотелескоп работает как однопиксельный фотоаппарат. Для построения изображения приходится сканировать радиоисточник точка за точкой. (Впрочем, строящийся в Мексике миллиметровый радиотелескоп имеет в фокусе матрицу радиометров и «однопиксельным» уже не является.)

Командная игра

Однако можно поступить и по-другому. Вместо того чтобы сводить все лучи в одну точку, мы можем измерить и записать колебания электрического поля, порождаемые каждым из них на поверхности зеркала (или в другой точке, через которую проходит тот же луч), а затем «сложить» эти записи в компьютерном устройстве обработки, учтя фазовый сдвиг, соответствующий расстоянию, которое каждой из волн оставалось пройти до воображаемого фокуса антенны. Прибор, действующий по этому принципу, называется интерферометром, в нашем случае — радиоинтерферометром.

Интерферометры избавляют от необходимости строить огромные цельные антенны. Вместо этого можно расположить рядом друг с другом десятки, сотни и даже тысячи антенн и объединять принятые ими сигналы. Такие телескопы называются синфазными решетками. Однако проблему «зоркости» они все же не решают — для этого нужно сделать еще один шаг.

Как вы помните, с ростом размера радиотелескопа его чувствительность растет гораздо быстрее, чем разрешающая способность. Поэтому мы быстро оказываемся в ситуации, когда мощности регистрируемого сигнала более чем достаточно, а углового разрешения катастрофически не хватает. И тогда возникает вопрос: «Зачем нам сплошная решетка антенн? Нельзя ли ее проредить?» Оказалось, что можно! Эта идея получила название «синтеза апертуры», поскольку из нескольких отдельных независимых антенн, размещенных на большой площади, «синтезируется» зеркало гораздо большего диаметра. Разрешение такого «синтетического» инструмента определяется не диаметром отдельных антенн, а расстоянием между ними — базой радиоинтерферометра. Конечно, антенн должно быть по крайней мере три, причем их не следует располагать вдоль одной прямой. В противном случае разрешение радиоинтерферометра получится крайне неоднородным. Высоким оно окажется только в направлении, вдоль которого разнесены антенны. В поперечном же направлении разрешение по-прежнему будет определяться размером отдельных антенн.

По этому пути радиоастрономия стала развиваться еще в 1970-х годах. За это время был создан ряд крупных многоантенных интерферометров. У некоторых из них антенны неподвижны, у других могут перемещаться по поверхности земли, чтобы проводить наблюдения в разных «конфигурациях». Такие интерферометры строят «синтезированные» карты радиоисточников с гораздо более высоким разрешением, чем одиночные радиотелескопы: на сантиметровых волнах оно достигает 1 угловой секунды, а это уже сравнимо с разрешением оптических телескопов при наблюдении сквозь атмосферу Земли.

Самая известная система такого типа — «Очень большая решетка» (Very Large Array, VLA) — построена в 1980 году в Национальной радиоастрономической обсерватории США. Ее 27 параболических антенн каждая диаметром 25 м и весом 209 тонн перемещаются по трем радиальным рельсовым путям и могут удаляться от центра интерферометра на расстояние до 21 км.

Сегодня действуют и другие системы: Вестерборк в Голландии (14 антенн диаметром 25 м), ATCA в Австралии (6 антенн по 22 м), MERLIN в Великобритании. В последнюю систему наряду с 6 другими инструментами, разбросанными по всей стране, входит и знаменитый 76-метровый телескоп. В России (в Бурятии) создан Сибирский солнечный радиоинтерферометр — специальная система антенн для оперативного изучения Солнца в радиодиапазоне.

Размером с земной шар

В 1965 году советские ученые Л.И. Матвеенко, Н.С. Кардашев, Г.Б. Шоломицкий предложили независимо регистрировать данные на каждой антенне интерферометра, а потом совместно их обрабатывать, как бы имитируя явление интерференции на компьютере. Это позволяет разносить антенны на сколь угодно большие расстояния. Поэтому метод получил название радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ) и успешно используется с начала 1970-х годов. Рекордная длина базы, достигнутая в экспериментах, составляет 12,2 тыс. км, а разрешение на волне порядка 3 мм достигает 0,00008’’ — на три порядка выше, чем у крупных оптических телескопов. Существенно улучшить этот результат на Земле вряд ли удастся, поскольку размер базы ограничивается диаметром нашей планеты.

В настоящее время систематические наблюдения ведутся несколькими сетями межконтинентальных радиоинтерферометров. В США создана система, включающая в себя 10 радиотелескопов в среднем диаметром 25 м, расположенных в континентальной части страны, на Гавайских и Виргинских островах. В Европе для РСДБ-экспериментов регулярно объединяют 100-метровый Боннский телескоп и 32-метровый в Медичине (Италия), интерферометры MERLIN, Вестерборк и другие инструменты. Эта система называется EVN. Имеется также глобальная Международная сеть радиотелескопов для астрометрии и геодезии IVS. А недавно в России начала действовать собственная интерферометрическая сеть «Квазар» из трех 32-метровых антенн, расположенных в Ленинградской области, на Северном Кавказе и в Бурятии. Важно отметить, что телескопы не закреплены жестко за РСДБ-сетями. Они могут использоваться автономно или переключаться между сетями.

Интерферометрия со сверхдлинными базами требует очень высокой точности измерений: необходимо зафиксировать пространственное распределение максимумов и минимумов электромагнитных полей с точностью до доли длины волны, то есть для коротких волн до долей сантиметра. И с высочайшей точностью отметить моменты времени, в которые проводились измерения на каждой антенне. В качестве сверхточных часов в экспериментах РСДБ используются атомные стандарты частоты.

Но не стоит думать, что у радиоинтерферометров нет недостатков. В отличие от сплошной параболической антенны диаграмма направленности интерферометра вместо одного главного лепестка имеет сотни и тысячи узких лепестков сравнимой величины. Строить карту источника с такой диаграммой направленности — это все равно, что ощупывать клавиатуру компьютера растопыренными пальцами. Восстановление изображения — сложная и, более того, «некорректная» (то есть неустойчивая к малым изменениям результатов измерений) задача, которую, однако, радиоастрономы научились решать.

Достижения радиоинтерферометрии

Радиоинтерферометры с угловым разрешением в тысячные доли секунды дуги «заглянули» в самые внутренние области наиболее мощных «радиомаяков» Вселенной — радиогалактик и квазаров, которые излучают в радиодиапазоне в десятки миллионов раз интенсивнее, чем обычные галактики. Удалось «увидеть», как из ядер галактик и квазаров выбрасываются облака плазмы, измерить скорости их движения, которые оказались близкими к скорости света.

Много интересного было открыто и в нашей Галактике. В окрестностях молодых звезд найдены источники мазерного радиоизлучения (мазер — аналог оптического лазера, но в радиодиапазоне) в спектральных линиях молекул воды, гидроксила (OH) и метанола (CH 3 OH). По космическим масштабам источники очень малы — меньше Солнечной системы. Отдельные яркие пятнышки на радиокартах, полученных интерферометрами, могут быть зародышами планет.

Такие мазеры найдены и в других галактиках. Изменение положений мазерных пятен за несколько лет, наблюдавшееся в соседней галактике M33 в созвездии Треугольника, впервые позволило непосредственно оценить скорость ее вращения и перемещение по небу. Измеренные смещения ничтожны, их скорость во многие тысячи раз меньше видимой для земного наблюдателя скорости улитки, ползущей по поверхности Марса . Такой эксперимент пока находится далеко за пределами возможностей оптической астрономии: заметить собственные движения отдельных объектов на межгалактических расстояниях ей просто не под силу.

Наконец, интерферометрические наблюдения дали новое подтверждение существования сверхмассивных черных дыр. Вокруг ядра активной галактики NGC 4258 были обнаружены сгустки вещества, которые движутся по орбитам радиусом не более трех световых лет, при этом их скорости достигают тысячи километров в секунду. Это означает, что масса центрального тела галактики — не менее миллиарда масс Солнца, и оно не может быть не чем иным, как черной дырой .

Целый ряд интересных результатов получен методом РСДБ при наблюдениях в Солнечной системе . Начать хотя бы с самой точной на сегодня количественной проверки общей теории относительности. Интерферометр измерил отклонение радиоволн в поле тяготения Солнца с точностью до сотой доли процента. Это на два порядка точнее, чем позволяют оптические наблюдения.

Глобальные радиоинтерферометры также применяются для слежения за движением космических аппаратов, изучающих другие планеты. Первый раз такой эксперимент был проведен в 1985-м, когда советские аппараты «Вега-1» и «-2» сбросили в атмосферу Венеры аэростаты. Наблюдения подтвердили быструю циркуляцию атмосферы планеты со скоростью около 70 м/с, то есть один оборот вокруг планеты за 6 суток. Это удивительный факт, который еще ожидает своего объяснения.

В прошлом году аналогичные наблюдения с участием сети из 18 радиотелескопов на разных континентах сопровождали посадку аппарата «Гюйгенс» на спутник Сатурна Титан. С расстояния в 1,2 млрд. км велось слежение за тем, как движется аппарат в атмосфере Титана с точностью до десятка километров! Не слишком широко известно о том, что во время посадки «Гюйгенса» была потеряна практически половина научной информации. Зонд ретранслировал данные через станцию «Кассини» , которая доставила его к Сатурну. Для надежности предусматривалось два дублирующихся канала передачи данных. Однако незадолго до посадки было принято решение передавать по ним разную информацию. Но в самый ответственный момент из-за пока еще не выясненного сбоя один из приемников на «Кассини» не включился, и половина снимков пропала. А вместе с ними пропали и данные о скорости ветра в атмосфере Титана, которые передавались как раз по отключившемуся каналу. К счастью, в NASA успели подстраховаться — спуск «Гюйгенса» наблюдал с Земли глобальный радиоинтерферометр. Это, по-видимому, позволит спасти пропавшие данные о динамике атмосферы Титана. Результаты этого эксперимента еще обрабатываются в Европейском объединенном радиоинтерферометрическом институте, и, кстати, занимаются этим наши соотечественники Леонид Гурвиц и Сергей Погребенко.

РСДБ для земли
У метода радиоинтерферометрии есть и чисто практические применения — не зря, например, в Санкт-Петербурге этой темой занимается Институт прикладной астрономии РАН. Наблюдения по технологии РСДБ позволяют не только определять координаты радиоисточников с точностью до десятитысячной доли секунды дуги, но и измерять положения самих радиотелескопов на Земле с точностью лучше одного миллиметра. Это, в свою очередь, дает возможность с высочайшей точностью отслеживать вариации вращения Земли и подвижки земной коры.

Например, именно с использованием РСДБ было экспериментально подтверждено движение континентов. На сегодня регистрация таких движений уже стала рутинным делом. Интерферометрические наблюдения далеких радиогалактик прочно вошли в арсенал геофизики наряду с сейсмическим зондированием Земли. Благодаря им надежно регистрируются периодические смещения станций друг относительно друга, вызванные деформациями земной коры. Причем отмечаются не только давно уже измеренные твердотельные приливы (впервые зарегистрированные методом РСДБ), но и прогибы, возникающие под воздействием изменений атмосферного давления, веса воды в океане и веса грунтовых вод.

Для определения параметров вращения Земли в мире ежедневно ведутся наблюдения небесных радиоисточников, координируемые Международной службой РСДБ для астрометрии и геодезии IVS. Полученные данные используются, в частности, для выявления дрейфа плоскостей орбит спутников глобальной системы позиционирования GPS. Без внесения соответствующих поправок, получаемых из РСДБ-наблюдений, погрешность определения долготы в системе GPS была бы на порядки больше, чем сейчас. В некотором смысле РСДБ играет для GPS-навигации ту же роль, что точные морские хронометры для навигации по звездам в XVIII веке. Точное знание параметров вращения Земли также необходимо для успешной навигации межпланетных космических станций.

Леонид Петров, Центр космических полетов им. Годдарда, NASA

Инструменты будущего

По крайней мере в ближайшие полвека генеральной линией развития радиоастрономии будет создание все более крупных систем апертурного синтеза — все проектируемые крупные инструменты являются интерферометрами. Так, на плато Чахнантор в Чили совместными усилиями ряда стран Европы и Америки началось строительство системы антенн миллиметрового диапазона ALMA (Atacama Large Millimeter Array — Большая миллиметровая система Атакама). Всего здесь будет 64 антенны диаметром 12 метров с рабочим диапазоном длин волн от 0,35 до 10 мм. Наибольшее расстояние между антеннами ALMA составит 14 км. Благодаря очень сухому климату и большой высоте над уровнем моря (5100 м) система сможет вести наблюдения на волнах короче миллиметра. В других местах и на меньшей высоте это невозможно из-за поглощения такого излучения парами воды в воздухе. Строительство ALMA будет закончено к 2011 году.

Европейская система апертурного синтеза LOFAR будет работать на гораздо более длинных волнах — от 1,2 до 10 м. Она войдет в строй в течение трех ближайших лет. Это очень интересный проект: чтобы снизить стоимость, в нем используются простейшие неподвижные антенны — пирамиды из металлических стержней высотой около 1,5 м с усилителем сигнала. Зато таких антенн в системе будет 25 тысяч. Их объединят в группы, которые разместят по всей территории Голландии вдоль лучей «изогнутой пятиконечной звезды» диаметром около 350 км. Каждая антенна будет принимать сигналы со всего видимого неба, но их совместная компьютерная обработка позволит выделять те, что пришли с интересующих ученых направлений. При этом чисто вычислительным путем формируется диаграмма направленности интерферометра, ширина которой на самой короткой волне составит 1 секунду дуги. Работа системы потребует огромного объема вычислений, но для сегодняшних компьютеров это вполне посильная задача. Для ее решения в прошлом году в Голландии был установлен самый мощный в Европе суперкомпьютер IBM Blue Gene/L с 12 288 процессорами. Более того, при соответствующей обработки сигналов (требующей еще больших компьютерных мощностей) LOFAR сможет одновременно наблюдать на несколькими и даже на многими объектами!

Но самый амбициозный проект близкого будущего — SKA (Square Kilometer Array — Система «Квадратный километр») . Суммарная площадь его антенн составит около 1 км2, а стоимость инструмента оценивается в миллиард долларов. Проект SKA находится пока на раннем этапе разработки. Основной обсуждаемый вариант конструкции — тысячи антенн диаметром несколько метров, работающих в диапазоне от 3 мм до 5 м. Причем половину из них панируется установить на участке диаметром 5 км, а остальные разнести на значительные расстояния. Китайские ученые предлагали альтернативную схему — 8 неподвижных зеркал диаметром 500 м каждое, подобных телескопу в Аресибо. Для их размещения были даже предложены подходящие высохшие озера. Однако в сентябре Китай выбыл из числа стран — претендентов на размещение гигантского телескопа. Теперь основная борьба развернется между Австралией и Южной Африкой.

И целого мира мало

Возможности увеличения базы наземных интерферометров практически исчерпаны. Будущее — это запуск антенн интерферометра в космос, где нет ограничений, связанных с размерами нашей планеты. Такой эксперимент уже проводился. В феврале 1997 года был запущен японский спутник HALCA, который проработал до ноября 2003 года и завершил первый этап в развитии международного проекта VSOP (VLBI Space Observatory Programme — Программа космической обсерватории РСДБ). Спутник нес антенну в виде зонтика диаметром 8 м и работал на эллиптической околоземной орбите, которая обеспечивала базу, равную трем диаметрам Земли. Были получены изображения многих внегалактических радиоисточников с разрешением в тысячные доли секунды дуги. Следующий этап эксперимента по космической интерферометрии, VSOP-2, планируется начать в 2011—2012 годах. Еще один инструмент такого типа создается в рамках проекта «Радиоастрон» Астрокосмическим центром Физического института им. П.Н. Лебедева РАН совместно с учеными других стран. Спутник «Радиоастрон» будет иметь параболическое зеркало диаметром 10 м. Во время запуска оно будет в сложенном состоянии, а после выхода на орбиту развернется. «Радиоастрон» будет снабжен приемниками для нескольких длин волн — от 1,2 до 92 см. В качестве наземных антенн космического интерферометра будут использоваться радиотелескопы в Пущино (Россия), Канберре (Австралия) и Грин-Бэнк (США). Орбита спутника будет очень вытянутой, с апогеем 350 тыс. км. С такой базой интерферометра на самой короткой волне удастся получить изображения радиоисточников и измерять их координаты с точностью до 8 миллионных долей секунды дуги. Это даст возможность заглянуть в ближайшие окрестности ядер радиогалактик и черных дыр, в глубины областей образования молодых звезд в Галактике.

Российскими учеными разрабатывается и более совершенный космический радиотелескоп для работы в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах — «Миллиметрон». Зеркало этого инструмента будет охлаждаться жидким гелием до температуры 4 Кельвина (–269°C) для уменьшения теплового шума и повышения чувствительности. Рассматривается несколько вариантов работы этого интерферометра по схемам «Космос—Земля» и «Космос—Космос» (между двумя телескопами на спутниках). Аппарат может быть запущен на такую же вытянутую орбиту, как в проекте «Радиоастрон», либо в точку Лагранжа системы Солнце—Земля, на расстоянии 1,5 млн. км в противосолнечном направлении от Земли (это в 4 раза дальше, чем Луна). В последнем варианте на волне 0,35 мм интерферометр «Космос—Земля» будет давать угловое разрешение до 45 миллиардных долей секунды дуги — в сотни тысяч раз лучше, чем в современных оптических инструментах!

Михаил Прохоров, доктор физико-математических наук
Георгий Рудницкий, кандидат физико-математических наук

Принцип действия радиотелескопа

2.1.1 Радиотелескоп состоит из двух основных элементов: антенного устройства и очень чувствительного приёмного устройства - радиометра. Радиометр усиливает принятое антенной радиоизлучение и преобразует его в форму, удобную для регистрации и обработки.

Конструкции антенн радиотелескопов отличаются большим разнообразием, что обусловлено очень широким диапазоном длин волн, используемых в радиоастрономии (от 0,1 мм до 1000 м). Антенны радиотелескопов, принимающих мм, см, дм и метровые волны, чаще всего представляют собой параболические отражатели, подобные зеркалам обычных оптических рефлекторов. В фокусе параболоида устанавливается облучатель - устройство, собирающее радиоизлучение, которое направляется на него зеркалом. Облучатель передаёт принятую энергию на вход радиометра, и, после усиления и детектирования, сигнал регистрируется на ленте самопишущего электроизмерительного прибора. На современных радиотелескопах аналоговый сигнал с выхода радиометра преобразуется в цифровой и записывается на жёсткий диск в виде одного или нескольких файлов.

Для направления антенн в исследуемую область неба их устанавливают обычно на Азимутальных монтировках, обеспечивающих повороты по азимуту и высоте (полноповоротные антенны). Существуют также антенны, допускающие лишь ограниченные повороты, и даже полностью неподвижные. Направление приёма в антеннах последнего типа (обычно очень большого размера) достигается путём перемещения облучателей, которые воспринимают отражённое от антенны радиоизлучение.

2.1.2 Принцип работы радиотелескопа больше схож принципом работы фотометра, нежели оптического телескопа. Радиотелескоп не может строить изображение непосредственно, он лишь измеряет энергию излучения, приходящего с направления, в котором «смотрит» телескоп. Таким образом, чтобы получить изображение протяженного источника, радиотелескоп должен промерить его яркость в каждой точке.

Ввиду дифракции радиоволн на апертуре телескопа, измерение направления на точечный источник происходит с некоторой ошибкой, которая определяется диаграммой направленности антенны и накладывает фундаментальное ограничение на разрешающую способность инструмента:

где - длина волны, - диаметр апертуры. Высокая разрешающая способностью позволяет наблюдать более мелкие пространственные детали исследуемых объектов. Чтобы улучшить разрешающую способность, нужно либо уменьшить длину волны, либо увеличить апертуру. Однако использование малых длин волн повышает требования к качеству поверхности зеркала. Поэтому обычно идут по пути увеличения апертуры. Увеличение апертуры также позволяет улучшить ещё одну важную характеристику - чувствительность. Радиотелескоп должен обладать высокой чувствительностью, чтобы обеспечить надёжную регистрацию как можно более слабых источников. Чувствительность определяется уровнем флюктуаций плотности потока :

,

где - мощность собственных шумов радиотелескопа, - эффективная площадь (собирающая поверхность) антенны, - полоса частот и - время накопления сигнала. Для повышения чувствительности радиотелескопов увеличивают их собирающую поверхность и применяют малошумящие приёмники и усилители на основе мазеров, параметрических усилителей и т. д.

Данная тема рассматривает следующие вопросы:

• Определение и понятие экстремальности
• Факторы и стрессоры выживания, понятие автономного существования
• Вынужденная посадка
• Поддержание морального климата
• Ориентирование
• Средства сигнализации
• Дикорастущие съедобные растения
• Приготовление пищи
• Водообеспечение

Определение и понятие экстремальности .

Экстремальная ситуация - это выходящая за рамки "обычной" ситуация, требующая от человека повышенной концентрации физических и (или) эмоциональных усилий, с возможными отрицательными последствиями для жизнедеятельности человека, иначе говоря, это ситуация, в которой человеку дискомфортно (несвойственная ему ситуация).

Лучший выход из экстремальной ситуации - не попадать в неё. Для этого необходимо следовать триединой формуле безопасности :

1. Предвидеть;
2. По возможности избегать;
3. При необходимости действовать.

Все экстремальные ситуации можно разделить на 2 основных типа:

1. Быстротекущая - продолжается секунды, почти нет времени на размышления, действуют в основном рефлексы. Например: несущийся на вас автомобиль;
2. Протяженная во времени - заблудились в лесу, конфликт с родителями.

У каждого типа ситуаций есть вид и степень экстремальности:

• Отсутствие у человека потенциальных возможностей для решения данной ситуации. Например: Вы убегаете от кого-то, перед вами забор, выстой 2,5м. Если Ваш рост 1 м 90 см, это одно, а если 1 м 50 см, то это уже экстремальная для Вас ситуация.
• Отсутствие знаний, умений, навыков для разрешения данной ситуации. Например: Вы впервые садитесь за руль автомобиля.
• Отсутствие конкретного практического опыта. Например: Вы заблудились в лесу. Если Вы ходили в походы, это одно, если вы вышли в лес впервые - степень экстремальности для Вас очень высока.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что для различных людей понятие экстремальности различно.

Факторы и стрессоры выживания, понятие автономного существования .

Автономный - самостоятельный, осуществляющийся независимо от кого-либо, чего-либо (С.И.Ожегов, словарь).

Итак, это произошло! Вы по каким-то причинам остались один на один с Природой. А ведь это не просто, и не только по тому, что запасы воды и пищи ограничены, но, и потому, что на Вас воздействуют различные природные факторы, которые нередко оказываются экстремальными, т.е. крайне сильными, вызывающими нарушения в жизнедеятельности организма. Но изменения функций органов и систем организма допустимы лишь до определенных пределов, за которыми они становятся необратимыми, и могут привести к гибели человека.
Время, в течение которого нарушения достигают опасного порога, называется предельно допустимым сроком автономного существования .
Его продолжительность зависит от многих причин - факторов выживания.

 Эти факторы условно можно разбить на четыре группы: антропологические, природно-средовые, материально-технические и экологические .
Первая включает в себя состояние здоровья, резервные возможности организма, обеспечивающие сопротивляемость его к воздействию жары, холода, лишениям и т.д. К ней относятся психологическая подготовленность, мотивация, морально-волевые качества, активно-преобразовательная деятельность, от которой будет зависеть преобладание положительных или отрицательных эмоций. Важный элемент этой группы - обученность действиям в условиях автономного существования.
Вторую группу составляют факторы природной среды, оказывающие неблагоприятное влияние на организм человека: температура и влажность воздуха, солнечная радиация, ветер, пониженное атмосферное давление и др. К ней относятся физико-географические особенности района автономного существования: флора и фауна, водоисточники, полярные день и ночь и др.
Третья группа объединяет факторы, которые обеспечивают защиту человека от воздействия окружающей среды: одежда, аварийное снаряжение, а также подручные средства, используемые для строительства убежищ, добывания огня, подачи сигналов и пр.
Четвертая группа - это факторы, возникшие от результата взаимодействия человека с окружающей средой: тепловые и холодовые поражения, отравления, вызванные укусами ядовитых змей и паукообразных, употребление в пищу мяса ядовитых животных и растений, заражение природно-очаговыми заболеваниями, горная болезнь и т.д., а также травмы и острые психические состояния, вызванные экстремальной ситуацией.
К этой же группе относятся так называемые стрессоры выживания - факторы, действие которых бывает настолько выражено, что может привести к развитию стресса. Стрессоры можно разделить на три группы:

1. Физические - боль, холод, жара, жажда, голод, переутомление.
2. Психические - одиночество, страх.
3. Сложные - различные сочетания факторов.

Боль . Травмы, воспалительные процессы, воздействие высокой или низкой температуры, кислот, щелочей и т.д. сопровождаются болью, которая представляет собой своеобразную защитную реакцию организма. Неслучайно еще в древности боль называли "сторожевым псом" организма. Но, с другой стороны, боль, причиняя страдание, раздражает, отвлекает человека, а действуя продолжительное время, становится причиной серьезного нарушения здоровья, оказывает влияние на всю его деятельность, поведение, делает его более уязвимым к враждебным воздействиям окружающей среды. Теряя свою полезную защитную функцию, она превращается в болезнь. Однако человек способен справиться с болью, и даже с очень сильной, преодолеть ее. Сосредоточившись на решении каких-либо жизненно важных задач, он может на время "забыть" о боли.

Холод . Снижая физическую активность и работоспособность, холодовой стрессор оказывает воздействие на психику человека. Цепенеют не только мышцы, цепенеет мозг, воля, без которой любая борьба обречена на поражение. Понижение температуры тела человека на 2 градуса вызывает серьезные нарушения, а на 5 градусов - приводит к смерти. Интенсивность и скорость теплоотдачи зависит от целого ряда факторов: физических факторов климатической среды, морфологических особенностей человека, теплозащитных свойств его одежды, поведения, знаний и навыков.
В различных участках тела теплоотток не одинаков. Он впрямую зависит от количества кровеносных сосудов и их расположения. До 50 % теплоотдачи происходит через голову. Активными участками теплообмена являются живот, бока, паховые и поясничные области.
Как правило, в первую очередь начинают замерзать конечности, как части тела, наиболее удаленные от сердца.

Факторы, усиливающие действие низкой температуры:

• Повышенная влажность;
• Ветер;
• Тесная или мокрая одежда и обувь;
• Длительная неподвижность;
• Усталость;
• Алкогольное опьянение.

Пути снижения теплоотдачи формируются по принципу создания вокруг тела как можно больше воздушных прослоек:

• Соорудить или более просторно перевязать бахилы - чехлы, препятствующие попаданию снега в обувь;
• Расслабить шнурки на ботинках;
• Заправить куртку в брюки (значительная часть тепла выходит из-под нижнего края верхней одежды);
• В местах, где одежда плотно прилегает к телу (колени, ягодицы, локти, плечи), необходимо положить утепляющие прокладки из любого, более или менее подходящего материала: мох, ветки, любая бумага, полиэтилен и т.п.

С помощью таких несложных действий даже самую легкую одежду можно существенно утеплить. При этом не следует впадать в другую крайность - все теплоизолирующие слои не должны сковывать движения и затруднять кровообращение. В противном случае эффект будет противоположным. Также необходимо изготовить простейшую маску для защиты лица, которую не следует снимать, даже если она не удобна. Согревающие физические упражнения противопоказаны лишь на сильном ветру, но выполнение упражнений эффективно лишь в том случае, если вы продолжаете их выполнять до полного согревания всех частей тела.
Не без оснований одним из самых опасных и коварных факторов в экстремальных условиях холода считают влажность . Действительно, как только влага проникает в одежду и обувь, борьба с холодом усложняется в десятки раз. Помните: гораздо легче не допустить увлажнение одежды, чем потом ее просушить! Не допускайте проникновения снега под верхнюю одежду. Для этого:

• Никогда не снимайте капюшон, а если его нет, поднимите и завяжите воротник таким образом, чтобы избежать попадания под него снега;
• Если предстоит работа со снегом или начинается пурга, внутренние карманы надо вывернуть и оставить в таком положении; накладные карманы застегните, а если это невозможно, оторвите их или же постоянно контролируйте и выгребайте из них снег, не допуская его таяния;
• Старайтесь по мере возможности сокращать время соприкосновения обуви и одежды со снегом, для чего предпочтительней находиться на камнях, ветках, лыжах и т.д.;
• Как можно реже снимайте рукавицы и не согревайте их дыханием.

Бороться с охлаждающим действием ветра нерационально, а порой и бессмысленно - его можно только избежать. Если сила ветра достигла такой силы, что затрудняет движение или вызывает острое, пронизывающие чувство холода, необходимо прекратить движение. Если вынуждены продолжать движение, вопреки сильному ветру, двигайтесь развернувшись к ветру боком, прикрывая при этом наиболее мерзнущие участки тела (лицо, пах) руками, наглухо застегните и подвяжите одежду, стремясь максимально уменьшить ее парусность и постоянно контролируйте состояние своего тела, проверяя на ощупь его чувствительность.

Жара . Высокая температура окружающей среды, в особенности прямая солнечная радиация, вызывает в организме человека значительные изменения, иногда за относительно короткое время. Общие нарушения организма при воздействии жары происходят чаще в южных климатических средах, но могут случаться и в умеренном климате, например, вблизи водоемов, т.к. солнечные лучи хорошо отражаются от зеркала водной поверхности, а так же происходит интенсивное испарение, что создает повышенную влажность, которая усиливает возможность развития теплового удара.
Если при повышении температуры до 30 градусов теплоотдача организма значительно увеличивается, то при температуре свыше 37 градусов, у человека не живущего постоянно при этой температуре, процессы теплообмена нарушаются, зачастую становясь причиной перегревания (если потоотделение слабое) или обезвоживания (если потоотделение слишком сильное) организма.

Чтобы облегчить вынужденное нахождение человека в условиях жары, можно рекомендовать следующее:

• по возможности избегать прямых солнечных лучей (находиться в тени, закрывать все тело и голову, чтобы предотвратить ожоги и уменьшить испарения влаги),
• одежду снимать только в тени, во время отдыха снимать обувь и носки, но не ходить босиком,
• дышать носом,
• ограничить физическую активность,
• ограничить потребление воды (при ее недостаточности) до 500-600 мл в сутки,
• как можно меньше есть, исключив соленую и острую пищу,
• пить воду маленькими глотками по 150 мл за один прием,
• для уменьшения чувства жажды сосать камешек.

!  Даже при сильной жажде не пить: кровь, мочу, морскую воду, жидкости со спиртом и нефтепродукты.

Жажда неразрывно связана с жарой, как наиболее часто встречающейся причиной ее возникновения. Жажда, являясь нормальным сигналом о нехватке жидкости в организме, при невозможности удовлетворить ее из-за недостатка или отсутствия воды становится серьезной помехой деятельности человека в случае автономного существования.
Организм человека на 65 - 70% состоит из воды и потеря 10 - 15 % воды (не путать с общей массой тела) - приводит к необратимым последствиям в организме.
Обезвоживание вызывает нарушение солевого баланса, который необходим для нормальной передачи нервных импульсов, этим объясняется нарушение координации при большой потере воды, накопление в организме продуктов распада, нарушение обмена веществ, перегрев.
Рекомендации по профилактике обезвоживания аналогичны тем, что описаны в предыдущем разделе "Жара" .

Голод . Совокупность ощущений, связанных с потребностью организма в пище, можно рассматривать как типичную, хотя и несколько замедленную стрессовую реакцию. Известно, что человек может обходиться без пищи в течение продолжительного времени, сохраняя работоспособность, однако многодневное голодание, а в особенности при недостатке воды, ослабляет организм, снижает его устойчивость к воздействию холода, боли и т.д.

Переутомление . Это своеобразное состояние организма, возникающее после длительного (а иногда и кратковременного) физического или психического напряжения. Переутомление таит в себе потенциальную опасность, поскольку притупляет волю человека, делает его уступчивым к собственным слабостям.
Избежать переутомления и быстро восстановить силы позволяет правильное, равномерное распределение физических нагрузок, своевременный отдых, который всеми доступными средствами надо делать как можно более полноценным.

Одиночество . Особое место среди факторов выживания занимает чувство одиночества. Оно нередко оказывает сильнейшее воздействие на психику человека.
Первый человек, совершивший в одиночку кругосветное плавание, капитан Джошуа Слокам отмечал, что пребывание в одиночестве вызывало порой страшное напряжение всех чувств, вплоть до галлюцинаций.
С одиночеством борются по-разному - читают вслух стихи, стараются вспомнить наиболее приятые моменты в жизни, обсуждают вслух свои планы и т.д. Стараются отвлечься активной физической работой по благоустройству жилища, лагеря и т.д.
У людей, оказавшихся в условиях автономного существования, нередко возникает психическое состояние, называемое унынием. Вызванное одиночеством, оно усугубляется неудачными попытками сориентироваться, отыскать воду и пищу, установить связь и т.д. Этого состояния можно избежать, ставя себе и жестко контролируя конкретные, но обязательно выполнимые задачи.

Страх . В старинной притче рассказывается: повстречался однажды на дороге странник с Чумой. "Куда путь держишь, Чума?" - спросил странник. "Иду в Багдад, - отвечала Чума. - Хочу уморить пять тысяч человек". Через некоторое время встретились они снова. " Что же ты обманула меня? Ты сказала, что уморишь пять тысяч человек, а погубила пятьдесят тысяч", упрекнул ее странник. "Нет, ты ошибаешься. Я сдержала слово и погубила только пять тысяч, а остальные сорок пять умерли от страха".
Страх - чувство, вызываемое действительной или кажущейся опасностью, ожиданием гибели, страдания, боли, - является одной из форм эмоциональной реакции. В условиях автономного существования нередко чувство страха связано с неизвестностью окружающей обстановки, собственной слабостью, ожиданием нападения животных и т.д. И вместе с тем эмоция страха "до определенных пределов может считаться физиологически нормальной реакцией и приспособительно полезной, способствующей экстренной мобилизации физического и психического напряжения" (Ю.Александровский, 1991). Это своеобразная система предупреждения об опасности, сигнализирующая о необходимости принятия мер для устранения угрозы жизни.
Поскольку эмоциональная реакция человека на ту или иную опасность во многом зависит от его воли, внутренней собранности, умения побороть инстинкт самосохранения, то, научившись подавлять и контролировать страх, можно превратить его в своеобразный катализатор энергии и решительности. При этом чувство страха трансформируется в ощущение лихости, готовности к противоборству" (Китаев-Смык, 1983). Но стоит поддаться страху - и он превратиться в опасного врага, подчинив себе все мысли и поступки. Состояние страха усиливает ощущение боли и страданий от жажды и голода, зноя и мороза. Именно страх повинен в том, что некоторые люди, оказавшись в экстремальных условиях, гибли от голода, не израсходовав запаса пищи, замерзали насмерть, имея под руками и топливо для костра, умирали от жажды в трех шагах от водоисточника.

Вынужденная посадка .

В случае вынужденной посадки самолета необходимо немедленно всем покинуть самолет, вынести раненых и удалиться на безопасное расстояние. При гибели судна, не теряя времени, перейти на спасательные плавсредства. При стихийном бедствии (сход лавины, разлом ледяного поля, лесной пожар и т.д.) - выбраться из опасной зоны. В любом случае надо постараться забрать с собой аварийное снаряжение, имеющиеся запасы пищи и воды.
Когда непосредственная угроза гибели миновала, следует, в первую очередь, оказать медицинскую помощь всем нуждающимся и лишь затем приступать к неотложным делам: оценке создавшейся обстановки, учету имеющихся запасов продовольствия, постройке временных укрытий, разведению огня и т.д.
 Естественно, возникает вопрос, что делать дальше: идти навстречу помощи или ожидать ее, оставаясь на месте?

От правильности принятого решения может зависеть исход автономного существования. Покинуть место происшествия целесообразно лишь в том случае, если нет уверенности, что о случившемся знают на точке выхода или вылета группы, если нет возможности установить радиосвязь для сигнала помощи .

Принятию решения самостоятельного выхода с места просишествия способствует знание примерного расстояния до ближайшего населенного пункта и уверенность, что состояние здоровья всех членов группы позволит его преодолеть. В ином случае самым разумным будет дожидаться помощи, оставаясь на месте. Организовать временный лагерь, построить надежные укрытия из подручных средств. Это поможет длительное время сохранять силы, обеспечить уход за ранеными и больными. Кроме того, находясь в лагере, значительно легче организовать охоту, рыбную ловлю, сбор съедобных дикорастущих растений. В ряде случаев эта тактика облегчит действия поисково-спасательной службы, получившей информацию о происшествии в конкретном районе. Приняв решение оставаться на месте, надо затем составить план дальнейших действий, не скупясь на подробности. При разработке такого плана следует предусмотреть:

1. организацию временного лагеря:
   • выбор подходящего места для лагеря, учитывая особенности рельефа, близость водоисточников и заболоченных участков, густоту растительности, возможные опасности (обвал, камнепад, лавина, падение старых сухих деревьев, нападение хищных или ядовитых животных и т.д.);
   • определение места для строительства временного жилища, приготовления и хранения пищи и снаряжения, размещение отхожего места и мусорной свалки;
   • выбор типа временного укрытия;
   • подготовку топлива и разведение огня;
2. определение обязанностей каждого члена группы с учетом его знаний, физических возможностей и состояния здоровья:
   • по добыванию пищи с помощью охоты, рыбной ловли, сбора съедобных дикорастущих растений и ее приготовлению;
   • по оказанию медицинской помощи и постоянному наблюдению за ранеными и ослабленными;
   • по изготовлению лагерного и походного снаряжения, ремонту одежды и обуви;
3. проведение ориентирования на местности и определение своего местонахождения;
4. обеспечение сигнализации и связи:
   • подготовку радиосредств, эксплуатацию, хранение, уход за ними и ремонт, ведение радиосвязи с поисково-спасательными группами, самолетами, вертолетами;
   • наблюдение за воздухом для своевременного оповещения о приближении самолета, вертолета;
   • изготовление и размещение средств визуальной сигнализации: костров, сигнальных знаков, полотнищ, флагов;
   • организацию дежурства по лагерю и определение обязанностей дежурных;
   • проведение мероприятий для поддержания морального духа людей (беседы, обучение добыванию огня, рыболовной ловле и др.).

Поддержание морального климата .

Успех автономного существования во многом зависит от руководителя. Обычно им становится лицо, ранее выполнявшее функции начальника. Однако руководителем группы людей, оказавшихся в экстремальных условиях, может стать так называемый неформальный лидер - человек с сильной волей, снискавший доверие к себе решительностью, мудростью, жизненным опытом, знаниями, умением организовать людей, заставить их активно действовать, используя каждого в соответствии с его силами, знаниями и способностями для успеха общего дела. Руководителем может оказаться человек, владеющий приемами выживания, опытом жизни в полевых условиях (охотник, турист, геолог и т.д.). От него будет зависеть, насколько успешно наладятся отношения между людьми.
В экстремальной ситуации при умелом руководителе в минимальной степени проявятся такие отрицательные элементы человеческого поведения, как паника, дезорганизованность, растерянность, неверие в свои силы и др. Он должен всячески способствовать поддержанию в группе духа согласия и единства, правильно оценивать силы и возможности каждого человека, поддерживая в нем уверенность в благополучном исходе испытания, выпавшего на его долю. Руководитель должен быть терпим к недостаткам и оплошностям членов группы, в оценке их поступков, если они исходят из интересов всего маленького коллектива, а не из амбиций и собственных эмоций. Важным фактором является его умение советоваться при принятии решений, прислушиваться к советам и пожеланиям отдельных людей и в то же время уметь добиваться выполнения намеченного плана, принятых решений.
Неожиданное возникновение экстремальной ситуации, угроза жизни, голод и жажда, воздействие жары и холода - все эти обстоятельства способствуют большому нервному напряжению (истощению), повышенной, болезненной раздражительности, нередко ведущим к появлению конфликтов.
Конечно, первостепенная роль в поддержании морального климата в группе принадлежит руководителю. Он должен вовремя замечать намечающийся конфликт и гасить его в зародыше. Но многое зависит от каждого участника группы. Следует усвоить одну непреложную истину: в конфликте не бывает ни победителей, ни побежденных. Проигрывают обе стороны. Поэтому при вспыхнувшем раздражении постарайтесь сдержать себя. Не сравнивайте степень вины. Сделайте первым шаг к примирению. Попытайтесь говорить спокойным тоном, ибо иногда именно тон, а не содержание сказанного становится той самой искрой, из которой разгорается костер недружелюбия.
Опыт многочисленных экспедиций свидетельствует, что порой важнейшим лекарством от уныния, способствующим повышению бодрости, улучшению настроения, является смех. Смешные истории, остроумные анекдоты, розыгрыши (но только безобидные, не задевающие гордости человека) иногда творят чудеса в коллективе, оказавшемся в экстремальных условиях.
Итак, отчего же зависит благополучный исход автономного существования?
В первую очередь от самого человека. От его воли, собранности, дисциплинированности и физической подготовленности, но главное - от умения выживать .
В биологии, социологии, экономике это слово употреблялось в совершенно конкретном смысле, означая "остаться в живых, уцелеть, не разориться".
Во время второй мировой войны этот термин приобрел иное значение, которое сегодня широко используется в авиации и космонавтике. ВЫЖИВАНИЕ - это активная, целеустремленная деятельность, направленная на сохранение жизни, здоровья и работоспособности в условиях автономного существования. Эта деятельность заключается в преодолении психологических стрессов, находчивости, изобретательности, эффективном использовании аварийного снаряжения и подручных средств для защиты от непогоды, обеспечения организма пищей и водой.

Ориентирование .

Уметь ориентироваться на местности - это значить уметь определить свое местоположение относительно сторон горизонта, окружающих объектов и форм рельефа, найти нужное направление движения и выдержать это направление в пути.
Это несложно сделать имея под руками карту, секстант, компас и часы при том условии, что вы умеете всем этим пользоваться. Но как сориентироваться во времени и пространстве, если нет никаких навигационных инструментов? Здесь на помощь придут Солнце и звезды, природные явления, растения и животные.
А теперь зададим себе вопрос: "В каком случае нам, вообще, нужно определять, например, стороны горизонта?" А только в том случае, когда вы заранее, еще до отправления, определите, как минимум, ваше генеральное направление движения относительно вашего населенного пункта. Еще лучше будет, если Вы узнаете о том, какие крупные ориентиры будут находиться в районе вашего пребывания и по дороге к нему. Это могут быть реки, линии ж/д, автомобильные дороги, крупные населенные пункты или другие заметные ориентиры. О которых желательно знать их названия, направления, расположение около них населенных пунктов или любые другие отличительные признаки.
 Предположим, Вы все это узнали и отправились за грибами в лес, не найдя достаточно подходящей для этого карты, но взяв на всякий случай с собой компас. Но вот беда, место, куда Вы отправились, оказалось непростым, например с большими залежами магнитного железа (Курская и Белгородская области). И компас отказывается правильно работать. Вот теперь самое время применять те самые знания по ориентированию, которые обычно пишут во всех книгах.

Определение сторон горизонта .

Солнце восходит на восточной стороне (восходит - восток - первая буква "В"), а заходит на западной - буква "З". Соответственно тень движется в противоположном направлении. Поэтому, в любом месте земного шара первая отметка тени всегда будет в западном направлении по отношению ко второй, сделанной чуть позже, а значит, восточней. Зная и помня это, вы легко сможете определить примерное направление сторон света. Для этого найдите шест и воткните его в почву на ровной, свободной от растительности поверхности, так чтобы отчетлива была видна отбрасываемая им тень. Отметьте конец тени. Подождите 15-20 мин, пока конец тени не передвинется на несколько сантиметров, и снова отметьте конец тени. Затем проведите прямую линию, соединив первую отметку со второй, продолжите ее несколько подальше и на конце этой линии нарисуйте стрелку. Направление стрелки укажет Вам примерное направление на Восток.

Еще один способ ориентирования по Солнцу. Солнце находится в стороне Южного полюса (в северном полушарии) ровно в полдень. Вообще-то полдень наступает в 12 часов, но на различных территориях время истинного и местного полдня может не совпадать. Например в Москве и Московской области полдень зимой наступает в 13 часов, а летом - в 14 часов. Если Вас не пугает знание такой особенности, то определение сторон горизонта становится совсем простым. Достаточно встать в полдень лицом к Солнцу, чтобы ваша тень указала Вам направление на Север в северном полушарии, или на Юг в - южном. Но имея часы, вам нет нужды дожидаться полдня. По ним можно достаточно точно определить стороны света или уточнить нужное направление в любое время дня, если учесть, что Солнце за 1 час смещается на 15 градусов, а каждое пятиминутное деление на часах соответствует углу в 30 градусов.
Чтобы определить стороны света с помощью данной информации вам необходимо знать как выглядит компас, чтобы можно было сопоставить его с часами, и что такое азимут.

Азимут - это направление на объект, измеряемое в градусах. Можно сказать по-другому - это угол, одна сторона которого всегда показывает на север, а другая на объект. Объектом может быть все что угодно - дерево, поляна, Солнце и т.д.

Для того, чтобы определить азимут объекта необходимо взять в руки компас, соединить стрелку, которая показывает на север с буквой N на циферблате, мысленно провести по ним прямую линию до центра компаса - это будет одной стороной угла. Затем, из центра компаса провести прямую линию до необходимого вам объекта. Получившийся угол и есть азимут.

У каждой стороны света тоже есть свой азимут.
- Азимут севера (N) - 0 или 360 градусов;
- азимут северо-востока - 45 градусов;
- азимут востока (E) - 90 градусов;
- азимут юго-востока - 135 градусов;
- азимут юга (S) - 180 градусов;
- азимут юго-запада - 225 градусов;
- азимут запада (W) - 270 градусов;
- азимут северо-запада - 315 градусов.

Для того, чтобы определить азимут Солнца достаточно знать время и формулу:
А C =(t - 1(2))*15 градусов.

Где: А C - Азимут Солнца;
t - время на часах;
1 (2) - разница в часах между истинным и местным полднем. 1 час зимой (с последнего воскресенья октября до последнего воскресенья марта); 2 часа летом (с последнего воскресенья марта до последнего воскресенья октября) - Для Москвы и Московской области;
15 градусов - коэффициент перевода в градусы, т.к. за 1 час солнце по небосводу перемещается на 15 градусов.

Пример 1
Время 16 часов, август.

А C = (17 - 2)*15 = 225 градусов.

Соответственно в это время Солнце находится на юго-западе.

Этой формулой можно воспользоваться и наоборот, определить время по значению азимута Солнца. В этом случае формула будет иметь такой вид:

T = А C /15 градусов + 1(2)

Пример 2 : Вы находитесь в Подмосковье.

А C = 195 градусов, август.
t = 195/15 градусов + 1(2) = 15 часов.

Ну, и последнее. Вы успешно определили направление необходимого вам движения. Теперь необходимо не сбиться с выбранного курса. Очень часто это бывает задачей не из легких, т.к. у человека шаг одной ногой чуть длиннее, чем другой. И, если просто идти вперед, то рано или поздно вы придете в то же место, описав круг. Чтобы этого не случилось, применяют метод ходьбы "в створ". Для этого выделяют какой-либо приметный объект находящийся в направлении выбранного вами движения и двигаются к нему. Дойдя до выбранного объекта, выбирают новый объект и т.д. Погрешность выдерживания направления при этом методе сильно снижается.

Средства сигнализации .

Розыск людей, оказавшихся в критической ситуации, нередко затруднен тем, что его приходится вести на весьма обширной территории. Еще сложнее обнаружить их с высоты в горах, лесном массиве или при плохой погоде. Поэтому терпящие бедствие, завидев самолет или услышав звук двигателя, должны использовать любые имеющиеся средства для подачи сигнала, указывающего их местонахождение. Это прежде всего комбинированный патрон ПСНД. Его "дневной конец" заполнен составом, образующим при горении в течение 30 сек густые клубы ярко-оранжевого дыма, а "ночной" (в темноте его без труда можно определить по углублению в колпачке) горит ярко-малиновым пламенем. Патрон берут в левую руку, а правой, отвинтив предохранительный колпачок, достают из углубления запальный шнур. Затем, встав спиной к ветру и держа патрон в чуть согнутой руке, рывком вверх дергают шнур. На открытой местности сигналы видны довольно далеко, особенно в ночное время (10 - 12 км). В лесу же следует предварительно отыскать участок с разреженной растительностью, опушку или просеку, вершину холма или берег водоема, иначе дым "повиснет" на ветвях деревьев и не будет виден сверху.
Для подачи сигнала бедствия широко используются сигнальные ракеты. Как пускать ракету, можно узнать из инструкции, напечатанной на ее корпусе. Весьма эффективно сигнальное зеркало. Человеку свойственен известный консерватизм мышления, в силу которого ему трудно представить, что солнечный зайчик, известный еще в детстве, может конкурировать с детищами радио, пиротехники и электроники.
А если специальных сигнальных средств под рукой нет, то можно воспользоваться древним способом - костром. Он и в наши дни остается одним из самых эффективных средств аварийной сигнализации. Чтобы подать сигнал своевременно, т.е. сразу же при появлении в пределах видимости самолета или вертолета, топливо для костров должно быть заготовлено заранее. Его складывают обязательно на открытых местах - просеке, поляне, вершине холма, иначе густые ветви деревьев будут задерживать дым и сигнал останется незамеченным. Чтобы дым был чернее и гуще, в костер, после того как он разгорелся, добавляют свежую траву, зеленую листву деревьев, сырой мох и т.д.
В пустынной местности, где топлива может оказаться недостаточно, вместо костра используют банки с песком, пропитанным горючим материалом.
Сигнальный костер поджигают только в том случае, когда поисковый самолет (вертолет) уже находится в зоне видимости или слышимости или с ним удалось установить радиосвязь. В зимнее время сигнальный костер следует укрывать от снега лапником.
Можно привлечь внимание экипажа воздушного судна, если нет другой возможности, "демаскируя" местность: вытоптав на снегу геометрические фигуры, вырубив кустарник и т.п.

Дикорастущие съедобные растения .

В тайге и тундре, в пустыне и джунглях можно отыскать множество дикорастущих съедобных растений. С их помощью можно обеспечить организм необходимыми питательными веществами и витаминами.
В пищу используются плоды, корни, луковицы, молодые побеги, стебли, листья, почки, цветы, орехи. Одни из них, например, ягоды, плоды, можно есть в сыром виде, другие - корневища, луковицы, клубни - требуют кулинарной обработки. Не рекомендуется употреблять в пищу косточки и семена плодов, луковицы без характерного луковичного или чесночного запаха, растения, выделяющие на изломе млечный сок.
Съедобен ли тот или иной плод, иногда можно узнать по косвенным признакам: птичьему помету, обрывкам кожуры и многочисленным косточкам, валяющимся у подножия дерева, поклеванным плодам и т.п. Однако, используя в пищу растения, следует строго придерживаться определенных правил, ибо, ошибочно приняв то или иное растение за съедобное, можно получить серьезное отравление.
Ядовитые свойства растений связаны с содержание в них алкалоидов, гликозидов, органических кислот, сапонинов. Цвет, запах, вкус незнакомого плода не всегда являются надежным признаком его съедобности. Большой токсичностью обладают некоторые бобовые, молочайные и ряд других представителей растительного мира, отравления которыми могут привести к смертельному исходу. При использовании в пищу незнакомых растений, плодов рекомендуется есть за один раз не более 3 - 5 г. Растительный яд, содержащийся в такой порции, не нанесет организму серьезного вреда. Если в течение последующих 1 - 2 ч. НЕ ПОЯВЯТСЯ признаки отравления (схваткообразные боли в животе, рвота, тошнота, головокружение, расстройство кишечника), значит, растение пригодно в пищу.
Однако в целях профилактики незнакомые плоды и клубни следует тщательно проварить, поскольку большинство растительных ядов разрушается при термической обработке.

Приготовление пищи .

Листья, стебли, побеги лучше собирать с растений до их цветения. Они нежнее, сочнее, легче перевариваются и усваиваются. После цветения наземные части растения грубеют, теряют свою пищевую ценность. Наиболее питательны молодые листья, побеги и их растущие верхушки. Особенно нежна зелень у растений, укрывшихся в тени деревьев и кустарников.
У старых растений наиболее пригодны для употребления самые молодые листочки и концы побегов. Заготовленную зелень промывают в проточной воде и едят даже сырыми. Выкопанные корни, луковицы, клубни следует сразу же отряхнуть от земли и тщательно вымыть, а затем разобрать, удалив участки, пораженные гнилью, имеющие ненормальный цвет, наросты или вовсе не свойственную корневищу бугристость. Поймать дикое животное, отыскать съедобный корень или побеги оказывается иногда значительно менее сложным, чем их дальнейшее приготовление.
Зачастую у терпящих бедствие отсутствует простейшая посуда, и приготовление горячей пищи хотя бы раз в сутки превращается в проблему. Но она легко разрешима, если овладеть простейшими способами кулинарии, не требующими ни кастрюли, ни сковородки. Корни и клубни растений, рыбу и мелких животных можно готовить без посуды, прямо ни горячих углях, предварительно обмазав слоем глины или обернув фольгой.

Мелких животных, птиц жарят на вертеле, не снимая шкурки и не ощипывая. После приготовления обуглившаяся шкурка удаляется, и тушка очищается от внутренностей.
Удобен способ приготовления пищи под костром. Для этого в грунте выкапывают ямку глубиной 30 - 40 см и выстилают ее свежими листьями, травой или влажной тканью. Мясо или коренья укладывают на дно ямы, засыпают их 1,5 - 2-сантиметровым слоем песка, а затем сверху разводят костер. Через 30 - 40 минут пища готова.
Можно также жарить мясо на раскаленных камнях, укрыв его сверху травой, листьями, а затем слоем песка или земли. Готовя таким способом моллюсков, не рекомендуется заворачивать их в листья.
Для варки пищи вырывают неглубокую ямку и выстилают ее изнутри слоем фольги. Заполнив импровизированный горшок водой и положив в него продукты для варки, раскаляют на костре камни и опускают их поочередно в "горшок", пока вода не закипит. Импровизированную посуду можно сделать и из бересты. А, чтобы она не протекала, обмазать снаружи глиной и обжечь на костре.
Готовность пищи определяется по вкусу и запаху.
Но и совсем без пищи человек может продержаться довольно продолжительное время. Группа энтузиастов их 11 человек отправилась летом 1981 года в четырнадцатисуточный поход по Валдайской возвышенности, не взяв с собой ни грамма пищи. В течение всего перехода и после его окончания за участниками экспедиции, названной "Экстремум" наблюдали врачи. Результаты медицинских обследований показали, что все участники сохранили до конца похода бодрость и физическую работоспособность.
Вообще голодание в 30 - 35 суток не является запредельной нагрузкой для относительно здорового организма. Критическим считается срок 60 дней.

Водообеспечение .

Обеднение организма водой даже на несколько процентов ведет к нарушению его жизнедеятельности, а обезвоживание свыше 10% вызывает глубокие расстройства в функциональной деятельности органов и систем, что может явиться причиной гибели.
Потребность в воде в районах с умеренной температурой при относительно ограниченной физической подвижности не превышают 1,5 - 2 л воды в сутки. Но они значительно возрастают при высокой температуре воздуха, особенно в зоне пустынь и тропиках, составляя 4 - 6 л и более в сутки.
Неудивительно, что в условиях автономного существования, особенно в районах, где высокие температуры воздуха и солнечная радиация способствуют быстрому развитию обезвоживания организма, водообеспечение превращается в проблему первостепенной важности.
Природные водоисточники можно условно разделить на несколько групп: открытые водоемы (реки, озера, пруды, ручьи), грунтовые водоемы (ключи, родники, скопления воды в подземных резервуарах), биологические водоисточники (растения-водоносы - бамбук, кактусы, лианы и др.), атмосферная вода (снег, дождь, роса, опресненный лед и др.).
В арктических районах в зависимости от времени года источниками воды служат: опресненный лед, снег, снежницы - озерки талой воды на льду. Летняя тундра изобилует ручьями, озерами, болотами.
В тайге, в лесисто-болотистой местности поиск водоисточников обычно не представляет трудностей. Реки, озера, ручьи, болота, скопления воды на отдельных участках почвы обеспечивают людей необходимым количеством ее для питья, приготовления пищи и хозяйственных нужд.
Особые трудности представляет водообеспечение в условиях пустыни. Водоемы не только редки, но и обнаружить их порой нелегко без знания специальных признаков рельефа, растений - индикаторов воды.
Водообеспечение в условиях тропического леса осуществляется не только за счет многочисленных проточных и стоячих водоемов но и ряда так называемых биологических водоисточников - растений-водоносов (различные лианы, пальма-равенала, бамбук, дерево малукба, баобаб и др.).
В горных районах источниками воды служат реки, ручьи, горные ключи, а в снеговой зоне - альпийские озера, снег.
Воду из ключей и родников горных и лесных речек и ручьев можно пить сырой. Но прежде чем утолить жажду водой из стоячих или слабопроточных водоемов, ее следует очистить от примесей и обеззаразить. Для очистки легко изготовить простейшие фильтры из нескольких слоев бинта, из пустой консервной банки, пробив в донышке 3 - 4 небольших отверстия, а затем заполнив ее песком. Можно выкопать неглубокую ямку в полуметре от края водоема, и она через некоторое время заполнится чистой, прозрачной водой.
Однако одной простой очистки воды из стоячих или слабопроточных водоемов, болот, заброшенных колодцев, а также оросительных каналов-арыков недостаточно. В ней таится опасность для здоровья человека - возбудители желудочно-кишечных заболеваний, вирусы гепатита, личинки глистов и др. Поэтому вода таких источников должна быть обеззаражена.
Дезинфицировать воду можно с помощью кристалликов марганцевокислого калия (марганцовка) до появления слабо-розовой окраски. Воде дают отстояться в течение часа, после чего ее можно использовать для питья. Широко известный пантоцид применяют из расчета 2 - 3 таблетки на литр, а при сильной загрязненности воды - 3 - 4, с последующим отстаиванием в течение 20 - 30 мин. Определенной эффективностью обладает 5% настойка йода, добавляемая к воде из расчета 2 - 3 капли на литр.
При отсутствии приборов или химикатов можно воспользоваться подручными средствами - корой ивы, дуба, бука, положив 100 - 150 г бересты в ведро воды, прокипятить 30 - 40 мин, а затем дать отстояться в течение 6 - 7 ч. Для очистки воды используют также травы - ковыль, тысячелистник, полевую фиалку (примерно 200 - 300 г на ведро). И конечно, самый доступный и надежный способ обеззараживания - кипячение.
Создание запасов воды во время переходов целесообразно лишь в условиях, когда водоисточники расположены на большом расстоянии друг от друга. Но поскольку в жарком тропическом климате вода при хранении быстро изменяет свои вкусовые качества, зацветает, ее во время привала следует вскипятить.

Попадание в экстремальную ситуацию автономного существования явление довольно редкое, но малоприятное. Сделать его наиболее комфортным помогут знания, которые Вы получите, прочитав данный раздел. А некоторые сведения могут быть полезны и в повседневной жизни.

Чтобы избежать случайных ошибок при ответе на тестовые вопросы обратите внимание на определения. В данной теме содержится множество подробностей, которые также отражены в тестовых вопросах. Не упускайте их из вида!