Антарктическая станция на южном полюсе "амундсен - скотт".
Станция «Амундсен - Скотт»: сезонность путешествий, жизнь на станции, отзывы о турах на станцию «Амундсен - Скотт».
- Туры на майские по всему миру
- Горящие туры по всему миру
«Место жительства - Южный полюс» - так с полным правом могли бы написать в личной анкете обитатели американской полярной базы «Амундсен - Скотт». Основанная в 1956 году и с тех пор неизменно и круглогодично обитаемая, станция «Амундсен - Скотт» - образец того, как человек может приспособиться к самым неблагоприятным условиям жизни. И не только приспособиться - выстроить комфортабельное жилище, способное противостоять суровому климату Антарктиды на протяжении многих лет. В эру коммерческих экспедиций на Южный полюс, «Амундсен - Скотт» стала приёмным домом для туристов, прибывших самолично попрать ногами крайнюю южную точку Земли. Путешественники проводят здесь всего несколько часов, но за это время успевают познакомиться с удивительным бытом станции и даже отправить открытку домой со штемпелем «Южный полюс ».
Немного истории
«Амундсен - Скотт» - первая антарктическая станция в глубине континента. Она была основана в 1956 году, через 45 лет после покорения Южного полюса, и носит имя славных первопроходцев ледяного материка - норвежца Руаля Амундсена и англичанина Роберта Скотта. В момент основания станция располагалась точно на месте 90 ° южной широты, однако к настоящему времени из-за движения льдов слегка отклонилась от точки Южного полюса, которые теперь находится примерно в 100 метрах от станции.
Первоначальная станция была сооружена подо льдом, и научная деятельность велась там вплоть до 1975 года. Затем была воздвигнута купольная база, служившая домом полярникам до 2003 года. А потом здесь появилось масштабное сооружение на сваях-домкратах, позволяющих поднимать здание по мере занесения снегом. По прогнозам, она прослужит ещё 30-45 лет.
Интерьеры тут ничем не отличаются от обычных американских «присутственных мест» - лишь массивные двери, закрывающиеся по принципу сейфа, выдают, что дело происходит в Антарктиде.
Климат станции «Амундсен - Скотт»
Станция «Амундсен - Скотт» располагается на высоте 2800 метров над уровнем моря, которые, учитывая большую разреженность воздуха в районе Южного полюса, превращаются в фактические 3500 метров, соответствующие высокогорным районам Земли.
Полярный день длится здесь с 23 сентября по 21 марта, а пик «туристического сезона» приходится на декабрь - январь, когда температура наиболее подходящая для проведения экспедиций. В это время года столбик термометра не показывает ниже -30 °C. Ну а зимой здесь порядка -60 °C и полная темнота, озаряемая лишь северным сиянием.
Жизнь на станции «Амундсен - Скотт»
На «Амундсен - Скотт» постоянно проживают от 40 до 200 человек - учёных, исследователей и профессиональных полярников. В летний период жизнь здесь кипит - ведь за окном комфортные -22...-30 °С, да и солнце светит круглосуточно. А вот на зиму на станции остаётся немногим более полусотни человек - поддерживать её работоспособность и продолжать научные исследования. При этом с середины февраля по конец октября доступ сюда из внешнего мира закрыт.
Станция буквально напичкана высокотехнологичным оборудованием: здесь есть 11-километровая антенна для наблюдения за космическими бурями, сверхмощный телескоп и буровая установка, вонзившаяся в лёд более чем на два километра, используемая для экспериментов над частицами нейтрино.
Что посмотреть
Туристов на станцию «Амундсен - Скотт» пускают лишь на несколько часов. Интерьеры ничем не отличаются от обычных американских «присутственных мест» - только массивные двери, закрывающиеся по принципу сейфа, выдают, что дело происходит в Антарктиде. Столовая, спортзал, госпиталь, музыкальная студия, прачечная и магазин, теплица и отделение почты - вот весь нехитрый быт.
А чем же занимается все эти годы Роберт Скотт? Подобно многим морским офицерам ее величества, он делает обычную флотскую карьеру.
В 1889 году Скотт произведен в лейтенанты; через два года поступает в минно-торпедное училище. Закончив его в 1893 году, некоторое время служит на Средиземном море, а затем по семейным обстоятельствам возвращается к родным берегам.
К тому времени Скотт знает не только навигацию, лоцманское и минное дело. Он также освоил геодезические инструменты, научился съемке местности, хорошо разбирается в основах электричества и магнетизма. В 1896 году его назначают офицером на эскадру, располагающуюся в Ла-Манше.
Именно в это время и происходит вторая встреча Скотта с К. Маркхэмом, который, став уже президентом Королевского Географического общества, упорно побуждал правительство направить экспедицию в Антарктиду. Во время бесед с Маркхэмом офицер постепенно увлекается этой идеей... чтобы не расстаться с ней уже никогда.
Впрочем, прошло еще около трех лет, прежде чем Скотт принял судьбоносное для себя решение. При поддержке Маркхэма он подает рапорт о своем желании возглавить экспедицию на крайний юг Земли. После многомесячного преодоления разного рода препятствий, в июне 1900 года, капитан второго ранга Роберт Скотт наконец-то получает командование Национальной антарктической экспедицией.
Итак, по удивительному стечению обстоятельств, на рубеже ХІХ и ХХ веков два главных участника будущего грандиозного состязания практически одновременно были готовы к своим первым самостоятельным полярным экспедициям.
Но если Амундсен собирался отправиться на Север, то Скотт намеревался покорить крайний Юг. И в то время, как Амундсен в 1901 году предпринимает пробное плавание на своем судне в северной Атлантике, Скотт уже направляется к Антарктиде.
Экспедиция Скотта на судне «Дискавери» прибыла к берегам ледяного континента в начале 1902 года. На зимовку корабль был поставлен в море Росса (южная часть Тихого океана).
Она прошла благополучно, и антарктической весной, в ноябре 1902 года, Скот впервые отправляется в поход на юг с двумя спутниками - военным моряком Эрнстом Шеклтоном и ученым-натуралистом Эдуардом Уилсоном, втайне надеясь дойти до Южного полюса.
Правда, несколько странным выглядит то, что, собираясь сделать это с помощью собак, они не сочли нужным заранее приобрести необходимый опыт обращения с собачьими упряжками. Причиной тому были представления англичан (оказавшиеся впоследствии роковыми) о собаках, как не слишком важном транспортном средстве в условиях Антарктиды.
Об этом свидетельствует, в частности, такой факт. Впереди основной группы Скотта некоторое время шла вспомогательная партия с дополнительным запасом продовольствия, собственноручно таща несколько саней с грузом, и с флагом, на котором была гордая надпись: «В услугах собак не нуждаемся». Между тем, когда 2 ноября 1902 года Скотт со своими товарищами выступили в поход, они были удивлены быстротой, с которой собаки потащили их груженые сани.
Впрочем, довольно скоро животные утратили первоначальную резвость. И дело было не только в необычайно трудной дороге, многочисленных неровностях, покрытых глубоким рыхлым снегом. Главной причиной быстрого упадка сил у собак стал некачественный корм.
При неполноценной помощи собак экспедиция продвигалась медленно. К тому же, нередко свирепствовали метели, вынуждая путешественников останавливаться и пережидать непогоду в палатке. В ясную же погоду белоснежная поверхность, легко отражавшая солнечные лучи, вызывала у людей снежную слепоту.
Но, несмотря на все это, группа Скотта смогла дойти до 82 градуса 17" южной широты, туда, где никогда еще не ступала нога человека. Здесь, взвесив все «за» и «против», первопроходцы приняли решение повернуть назад. Это оказалось своевременным, поскольку вскоре собаки одна за другой стали дохнуть от истощения.
Наиболее ослабевших животных убивали и скармливали остальным. Кончилось тем, что люди, опять-таки, сами впряглись в сани. Огромные физические нагрузки в чрезвычайно неблагоприятных природных условиях быстро истощали силы.
У Шеклтона все отчетливее стали проявляться симптомы цинги. Он кашлял и харкал кровью. В меньшей степени кровоточивость проявлялась у Скотта и Уилсона, которые и стали тащить сани вдвоем. Шеклтон, ослабленный своей болезнью, кое-как плелся за ними. В конце концов, спустя три месяца, в начале февраля 1903 года все трое вернулись на «Дискавери».
В Антарктиде неподалеку от южного полюса прошла церемония официального открытия нового комплекса сооружений станции Амудсен-Скотт. Впервые американская станция на южном полюсе появилась в 1956 году к международному геофизическому году (к нему был приурочен и запуск первого советского спутника).
При открытии (в 1956 году) станция располагалась точно на Южном полюсе, однако на начало 2006 года из-за движения льдов, станция находилась примерно в 100 метрах от географического южного полюса.
Станция получила своё название в честь первооткрывателей южного полюса - Р. Амундсена и Р. Скотта, достигнувших цели в 1911-1912 гг.
В 1975 году вступил в строй новый комплекс сооружений, главным из которых стал купол, под которым находились жилые и научные помещения. Купол был рассчинан на работу до 44 человек летом и до 18 - зимой. Но со временем вместимость купола и пристроенных к нему сооружений стала недостаточной, и в 1999 году началось сооружение нового комплекса.
Алюминиевая неотапливаемая «палатка» - достопримечательность полюса. В нём были даже почтовое отделение, магазин и паб.
Любое здание на полюсе быстро окружается снегом и конструкция купола была не самой удачной. Тратилось гигантское количество топлива для удаления снега, а доставка литра топлива стоит 7 долларов.
Оборудование 1975-го года совершенно устарело.
Главной особенностью стала модульность и регулируемая высота - основные модули возвышаются на гидравлических опорах. Это позволит оградить станцию от засыпания снегом, как это произошло с первой станцией и частично с куполом. Имеющегося запаса высоты должно хватить на пятнадцать зим, а при необходимости опоры могут подняться еще на 7,5 метров
Персонал станции переселился в новые постройки еще в 2003 году, однако еще несколько лет ушло на завершение строительства дополнительных объектов и модернизацию имеющихся. 15 января в присутствии руководства Национального научного фонда США и других организаций американский флаг был спущен со станции-купола и поднят перед новым комплексом. По проекту, станция сможет принимать до 150 человек летом и около 50 - зимой. Исследования будут вестись по целому комплексу, от астрофизики до сейсмологии.
никальная конструкция на сваях позволяет не скапливаться снегу у здания, а проходить под ним. А скошенная форма нижней части здания позволяет направить ветер под здание, что дополнительно выдувало бы снег. Но рано или поздно снег засыпет сваи и тогда можно будет дважды поднять станцию домкратами, что увеличило срок службы станции от 30 до 45 лет.
Строительные материалы доставлялись самолётами «Геркулес» со станции МакМердо на берегу и только в светлое время. Было сделано более 1000 рейсов.
В комплексе построены 11-километровая низкочастотная антенна для предсказания небесных и космических бурь, самый высокий на полюсе 10-метровый телескоп, поднявшийся на 7 этажей вверх и весящий 275 тыс. кг. и буровая установка (до 2,5 км) для изучения нейтрино.
15 января 2008 г. в присутствии руководства Национального научного фонда США и других организаций американский флаг был спущен со станции-купола и поднят перед новым современным комплексом. Станция сможет принимать до 150 человек летом и около 50 - зимой.
|
|||||||||||||||||||||
|
«Словно мухи тут и там, ходят слухи по домам, а беззубые старушки их разносят по умам»
В.Высоцкий
В последнее время в Интернете среди прочих «городских легенд» мигрируют с ресурса на ресурс по меньшей мере странные сообщения, так или иначе связанные с американской полярной станцией «Амундсен-Скотт». Она расположена в Антарктиде в точке, совпадающей с Южным географическим полюсом. Информативность такого рода сведений многократно растиражированных сторонниками конспирологических теорий зависит только от фантазии того или иного автора. Поэтому не буду утруждать себя публикацией ссылок на такие источники, ограничившись лишь кратким пересказом версий.
1. На южном полюсе строится подледный бункер-«гостиница» для размещения инопланетных высокопоставленных визитеров, чье прибытие на Землю ожидается в ближайшем будущем.
2. На южном полюсе США построило SPT (South Pole Telescope) - новую станцию слежения за Планетой Х/Нибиру.
В материале, изложенном ниже, я не пытался докопаться до первопричин, побудивших различных авторов сделать предположения такого рода. Также я не ставил себе целью доказывать ошибочность и показывать нелепость этих инсинуаций. Прежде всего потому, что это весьма бесполезное занятие - ибо «творцы сущностей» «наплодят» новых, а те кто безгранично и слепо им верит, только укрепятся в своей вере.
По этим причинам я ограничусь размещением информации о двух научно-исследовательских проектах, реализуемых в Антарктиде на Южном Полюсе - строящемся нейтринном «телескопе» IceCube и уже действующем с февраля 2007г. SPT, который предназначен для изучения реликтового излучения.
1. Амундсен-Скотт - американская антарктическая станция. Краткая справка.
Американская научно-исследовательская станция «Амундсен-Скотт» расположена на вершине антарктического ледяного купола, на высоте над уровнем моря примерно около 2850 м. Когда она впервые начала свою работу в 1956г., то находилась точно на Южном географическом полюсе. Однако в настоящее время за счет дрейфа ледника местоположение первых объектов станции сместилось примерно на сотню метров в сторону от «точки» полюса. Станция получила свое название в честь первооткрывателей южного полюса - Р.Амундсена и Р.Скотта, достигнувших цели в 1911-1912гг. Среднегодовая температура - около −49°С. После введения в эксплуатацию третьей очереди, на станции могут размещаться до 150 человек летом и около 50 - зимой.
Виртуальное путешествие по станции можно совершить .
2. Нейтринные «телескопы»
Нейтрино, благодаря слабому взаимодействию с веществом, может выходить из объектов не прозрачных для других видов излучения и, следовательно, может дать важную информацию о процессах внутри них.
Основные направления исследований в области нейтринной астрофизики, проводимые в настоящее время:
1. Исследование внутреннего строения Солнца.
2. Исследование гравитационного коллапса массивных звезд.
3. Поиск нейтрино от объектов, в которых, по-видимому, происходит ускорение космических лучей, таких как бинарные звездные системы, туманности, образовавшиеся после взрыва сверхновых звезд, ядра активных галактик, источники гамма-всплесков.
4. Поиск темной материи с помощью нейтрино.
5.Исследование нейтринных осцилляций, использующее в качестве источника атмосферные нейтрино или солнечные нейтрино.
6. Поиск нейтрино из недр Земли (геонейтрино).
7. Исследование темпа формирования массивных звезд в ранние эпохи по диффузному потоку нейтрино от всех гравитационных коллапсов
В июне 2005г. было решено объединить самые крупные детекторы нейтрино на четырех континентах (Super-Kamiokande в Японии, Sudbury Neutrino Observatory в Канаде, Large Volume Detector в Италии и Antarctic Muon and Neutrino Detector на Южном полюсе Земли) в единую сеть, получившую название SNEWS (SuperNova Early Warning System). Результаты круглосуточного мониторинга направляются на центральный компьютер, расположенный в Брукхевенской национальной лаборатории в США. Цель эксперимента - впервые дать заблаговременный и, главное, достоверный прогноз вспышкам сверхновых в нашей Галактике.
В России исследованиями в области физики элементарных частиц, атомного ядра, физики космических лучей и нейтринной астрофизики ведает Институт ядерных исследований Российской Академии наук, образованный постановлением Президиума Академии наук от 24 декабря 1970г. на основе решения Правительства, принятого по инициативе Отделения ядерной физики. Институт является пионером в развитии исследований в области подземной и глубоководной физики нейтрино. На Северном Кавказе Институтом построена Баксанская нейтринная обсерватория с комплексом крупномасштабных подземных нейтринных телескопов (галлий-германиевого) и наземных установок большой площади для исследований в области физики солнечных нейтрино, физики космических лучей и нейтринной астрофизики. На озере Байкал Институтом создан первый в мире стационарный глубоководный нейтринный телескоп для регистрации нейтрино высоких энергий, проходящих сквозь земной шар.
2.1. Подземные нейтринные «телескопы»
Методика регистрации заряженных частиц, рожденных при взаимодействии нейтрино, самая разнообразная - сцинтилляционные баки (Баксанский сцинтилляционный телескоп), стримерные трубки (установка MACRO), регистрация черенковского света в воде (установки Super-Kamiokande и SNO). Энергетический порог установок 510 МэВ. Для уменьшения фона от атмосферных мюонов нейтринные телескопы размещают в помещениях, экранированных от поверхности слоем грунта толщиной 1-2км. Следует отметить, что ряд установок (IMB, NUSEX, FREJUS, SOUDAN) создавались в 80-е годы прежде всего для поиска распада протона.
Наибольшим из существующих подземных нейтринных телескопов является водный черенковский детектор Super-Kamiokande (Япония). Детектор представляет собой стальной цилиндрический резервуар (высотой 41 м и диаметром 38м), наполненный водой. Полная масса воды 50 тыс. т. Внутренний объем просматривается 11 тысячами фотоумножителей с диаметром фотокатода 50см, равномерно размещенных по внутренней поверхности резервуара. Площадь, покрытая фотокатодами фотоумножителей, примерно равна 40% всей внутренней площади резервуара. Снаружи резервуар окружен со всех сторон слоем воды толщиной 2,5м, также просматриваемой фотоумножителями. Большое число фотоумножителей позволяет получать детальный «образ» события и разделять события от взаимодействия мюонных нейтрино с образованием мюона от событий, вызванных взаимодействием электронных нейтрино с электроном в конечном состоянии. Наличие активной защиты дает возможность выделять нейтринные события не только снизу, т.е. от нейтрино прошедших Землю, но и сверху.
|
ДЕТЕКТОР |
Год ввода в эксплуатацию |
Эффективная площадь (кв.м) |
Состояние |
|
Южная Индия |
демонтирован |
||
|
Южная Африка |
демонтирован |
||
|
в эксплуатации |
|||
|
IMB, KAMIOKANDE, NUSEX, FREJUS, LSD, SOUDAN, LVD |
в эксплуатации только LVD |
||
|
MACRO (Gran Sasso) |
эксплуатация остановлена в 2000г. |
||
|
SUPER-KAMIOKANDE |
в эксплуатации |
||
|
в эксплуатации |
2.2. Оптические нейтринные «телескопы» в естественных средах
Идея регистрации нейтрино в природных водоемах по черенковскому излучению рожденного при взаимодействии нейтрино мюона предложена в начале 60-х годов М.А.Марковым (Markov, 1960г.), но только в 90-ые годы идея нашла свое экспериментальное воплощение.
Глубоководный нейтринный телескоп можно представить как систему пространственно разнесенных фотоприемников (фотоумножители с большой площадью фотокатода или гибридные фотоприемники, как например Квазар-370 в Байкальском глубоководном нейтринном телескопе НТ200). Расстояние между фотоприемниками по порядку величины совпадает с длиной поглощения света. Нейтрино и, соответственно, мюоны от нейтрино пересекают детектор со всех направлений, но отделить мюоны от нейтрино от мюонов, рожденных в распадах пионов и каонов, можно только с направлений из нижней полусферы (из-под Земли). Действительно, только нейтрино может пересечь земной шар и родить мюон вблизи поверхности.
Фотоприемники помещают в стеклянные сферы для защиты от внешнего давления воды. Фотоприемник с дополнительной, необходимой для его работы электроникой (источники высокого напряжения, делитель, предусилитель, светодиод для калибровки), принято называть оптическим модулем. Оптические модули крепятся к вертикальному тросу с буем на одном конце и якорем на другом. Трос с оптическими модулями принято называть гирляндой или стрингом (от англ. string).
Начало обсуждения проекта первого глубоководного нейтринного телескопа относится к середине 70-х годов. Проект назывался DUMAND (Deep Underwater Muon and NeutrinoDetection). Предполагалось создать глубоководный нейтринный телескоп в Тихом океане, в 20км от одного из Гавайских островов. В течение работы над этим проектом был заложен методический фундамент будущих экспериментов, но сам проект не был реализован.
С начала 80-х годов на озере Байкал ведутся эксперименты по глубоководной регистрации мюонов и нейтрино. Толчком к развитию работ на Байкале было замечание А.Е.Чудакова, обратившего внимание на то, что наличие прочного льда на озере Байкал в течение почти 2-х месяцев дает возможность сравнительно просто и дешево проводить работы по развертыванию глубоководной установки. В 1998г. был введен в эксплуатацию Байкальский нейтринный телескоп НТ200. Телескоп расположен в южной части озера на расстоянии 3,6км от берега. Центр телескопа расположен на глубине 1150м. Это первый в мире удачный опыт создания глубоководных установок такого масштаба. В настоящее время закончено расширение установки НТ200 до установки НТ200+. В новой конфигурации к телескопу НТ200 добавлены три внешних стринга на расстоянии 100м от центра НТ200. Чувствительность новой установки к нейтрино сверхвысоких энергий возросла в четыре раза. Начато проектирование глубоководного телескопа объемом 1 км3.
Месторасположение НТ200
Схематическое изображение телескопа НТ200. Отдельно показаны 2 пары (4) оптических модулей и электронный модуль (3), образующие структурную единицу телескопа, "связку". 1 - блок электроники детектора, 5,6 - лазеры, используемые для калибровки.
Экспериментальная схема стринга с детектирующими и управляющими модулями на нем. (SEM - электронный стринговый модуль, DEM - электронный детекторный модуль)
Схема расширенного NT-200+ (показаны профиль и вид сверху)
«Квазар» имеет высокое напряжение внутри колбы - 25кВ, поэтому магнитное поле Земли не искажает траектории фотоэлектронов внутри колбы. «Квазар» имеет очень большой диаметр чувствительного слоя (370мм). Это устройство выдерживает давление до 150 атмосфер на глубине 1100-1200м.
Эффективные площади и объемы нейтринных телескопов в естественных средах существенно превышают площади и объемы подземных установок, а энергетический порог существенно выше - 10100ГэВ. Основные задачи нейтринных телескопов в естественных средах - исследование потока нейтрино высоких и сверхвысоких энергий от космических источников, поиск темной материи, а также поиск экзотических частиц, предсказываемых современной теорией (магнитные монополи, странглеты, Q-боллы)
|
ДЕТЕКТОР |
Год ввода в эксплуатацию |
Эффективная площадь (тыс. кв.м) |
Состояние |
|
в эксплуатации |
|||
|
40 (E>100 ТэВ) |
в эксплуатации |
||
|
1000 (Е>100 ТэВ) |
проектируется |
||
|
DUMAND-II (Гаваи) |
работы остановлены в 1995г |
||
|
AMANDA (Южный полюс) |
|||
|
в эксплуатации |
|||
|
Сооружается |
|||
|
ANTARES (Средиземное море) |
Сооружается |
||
|
NESTOR (Средиземное море) |
Сооружается |
||
|
NEMO (Средиземное море) |
проектируется |
||
|
KM3net (Средиземное море) |
проектируется |
2.3. Проекты неоптических нейтринных телескопов
Разумной границей объема оптических нейтринных телескопов, по крайней мере на ближайшее 20 лет, является 1 куб. км. Возможные пути увеличения объема нейтринных телескопов и, следовательно, продвижения в область более высоких энергий связаны с регистрацией акустического и высокочастотного (100-1000мГц) радио сигнала от электромагнитных и адронных каскадов. Существование акустических и радиочастотных сигналов от электромагнитных каскадов было предсказано в 1957г Г.Аскарьяном.
В настоящее время акустические детекторы находятся в стадии проектирования и изучения методики выделения полезного сигнала из шумов. Предполагается, что создаваемые оптические нейтринные телескопы (НТ200+, NESTOR, ANTARES, IceCube) будут дополнены детекторами акустических сигналов для расширения эффективного объема регистрации. Обсуждается возможность использования для регистрации каскадов от нейтрино системы гидрофонов, созданных ВМС США вблизи Багамских островов (проект AUTEC) и решетку из акустических антенн, установленную на Камчатке для наблюдения за подводными лодками в Тихом океане (проект AGAM).
Проекты, использующие методику регистрации высокочастотного радиосигнала, развиваются успешнее. Уже несколько лет на Южном полюсе работает установка RICE (Radio Ice Cherenkov Experiment), состоящая из 20-ти антенн, вмороженных в лед. В летний антарктический сезон 2006-2007г. планируется запуск вокруг Южного полюса баллона с установкой, способной регистрировать радиосигналы от взаимодействий нейтрино в толстом антарктическом льду (проект ANITA). С высоты 35км установка будет просматривать огромный объем. Предполагается, что в этом эксперименте удастся зарегистрировать первые события от нейтрино ультравысоких энергий (>1017 эВ). В эксперименте GLUE была сделана попытка зарегистрировать с помощью 2-х радиотелескопов сигнал от взаимодействия нейтрино с Луной.
2.4. Возможности наблюдения сигналов от нейтрино ультравысоких энергий на проектируемых установках ШАЛ
Для исследования космических лучей с энергией выше 1020эВ в Аргентине создается установка Оже (Auger) площадью 3000 кв. км для регистрации широких атмосферных ливней. Активно проектируются установки для регистрации со спутников флюоресцентного света от ШАЛ. Такие установки (зеркало и мозаика фотоумножителей), будут с высоты орбиты (500км) просматривать площадь в десятки раз превышающую площадь установки Оже. В настоящее время существуют три проекта: европейский проект EUSO, американский - OWL и российский КЛПВЭ.
Хотя основная цель новых установок - исследование космических лучей выше границы реликтового обрезания, эти установки представляют интерес и для нейтринной астрофизики ультравысоких энергий.
2.5. Антарктические AMANDA и IceCube - оптические нейтринные «телескопы» в естественных средах
В начале 90-х годов были начаты работы по созданию нейтринного телескопа АМANDA на Южном полюсе, на американской станции «Амундсен-Скотт». Южный полюс покрыт, как известно, льдом толщиной около 3-х км. Реализация проекта стала возможной благодаря уникальной методике создания глубоких (2км!) каналов во льду с помощью горячей воды. Канал замерзает примерно через 2-ое суток и этого времени достаточно для монтажа гирлянды фотоприемников, но поднять и отремонтировать гирлянду уже невозможно. В настоящее время AMANDA состоит из 677 фотоприемников, размещенных на 19 стрингах, и является крупнейшим нейтринным телескопом.
Начаты работы по расширения установки до объема в 1км3. Новая установка IceCube (русск. «Ледяной куб» или «Ледяной кубик», произносится «АйсКьюб») будет состоять из 4800 оптических модулей на 80 стрингах. Над установкой будет расположена установка IceTop для регистрации широких атмосферных ливней от космических лучей.
Обычный телескоп, сделанный из стекла и металла при виде сверху IceCube (ледовый куб) на американской полярной станции «Амундсен- Скотт»
IceCube планируется ввести в эксплуатацию в 2011г. Как и свой предшественник, мюоно-нейтринный детектор AMANDA, IceCube будет расположен глубоко под антарктическим льдом. На глубине от 1450 до 2450м будут помещены прочные «нити» с прикрепленными оптическими детекторами (фотоумножителями). Каждая «нить» будет иметь 60 фотоумножителей. Оптическая система регистрирует черенковское излучение мюонов высокой энергии, движущихся в направлении вверх (то есть из-под земли). Эти мюоны могут рождаться только при взаимодействии мюонных нейтрино, прошедших сквозь Землю, с электронами и нуклонами льда (и слоя грунта подо льдом, толщиной порядка 1км). Поток мюонов, движущихся сверху вниз, значительно выше, однако они большей частью рождаются в верхних слоях атмосферы частицами космических лучей. Тысячи километров земного вещества служат в качестве фильтра, отсекая все частицы, которые испытывают сильное или электромагнитное взаимодействие (мюоны, нуклоны, гамма-кванты и т.п.). Из всех известных частиц только нейтрино могут пройти Землю насквозь. Таким образом, хотя IceCube расположен на Южном полюсе, он детектирует нейтрино, приходящие с северной полусферы неба.
Название детектора связано с тем, что общий объем использующегося в нем черенковского радиатора (льда) в проектной конфигурации достигнет 1 куб. км.
Нейтринные телескопы IceCubeAmanda. Установка для регистрации ШАЛ IceTop и
Внешний вид сенсоров, вмораживаемых в лед
Исследования, планируемые на IceCube
Детектирование нейтрино
Хотя проектный темп регистрации нейтрино детектором невелик, угловое разрешение достаточно хорошее. В течение нескольких лет ожидается построение карты потока высокоэнергичных нейтрино из северной небесной полусферы.
Источники гамма-излучения
Столкновение протонов с протонами либо с фотонами обычно порождает элементарные частицы пионы. Заряженный пион распадается главным образом на мюон и мюонное нейтрино, в то время как нейтральный пион обычно распадается на два гамма-кванта. Потенциально поток нейтрино может совпадать с потоком гамма-квантов для таких источников, как гамма-всплески и остатки сверхновых. Данные, полученные с помощью обсерватории IceCube, объединенные с данными таких детекторов высокоэнергичных гамма-квантов, как HESS и MAGIC, помогут лучше понять природу этих явлений.
Теория струн
Учитывая мощность и местоположение обсерватории, ученые намерены провести серию экспериментов, призванных подтвердить либо опровергнуть некоторые утверждения теории струн, в частности - существование так называемого стерильного нейтрино.
Проект телескопа SPT стоимостью $19,2 млн был профинансирован Национальным научным фондом (National Science Foundation) при поддержке Фонда Кавли (Kavli Foundation) и Фонда Гордона и Бетти Мур (Gordon and Betty Moore Foundation).
Высота телескопа составляет 22м, а вес - 280т. Первоначально он был собран и протестирован в Килгоре, штат Техас, затем разобран, доставлен на корабле в Новую Зеландию, а оттуда - самолетом LC-130 на Южный Полюс. Как и любой проект в Антарктиде, SPT прошел через длинную и сложную логистическую цепь, протянувшуюся через весь мир. После доставки, с ноября 2006г. группа ученых под руководством Стива Падина (Steve Padin), сотрудника Чикагского университета, работала над сборкой телескопа. В настоящее время SPT является крупнейшим астрономическим инструментом на американской исследовательской станции Амундсен-Скотт.
Рейтинг публикации:
|
|
Станция Амундсен-Скотт, названная в честь первооткрывателей Южного полюса, поражает своим размахом и технологиями. В комплексе зданий, вокруг которых на тысячи километров нет ничего, кроме льда, находится прямо-таки свой отдельный мир. Нам не раскрыли всех научных и исследовательских секретов, однако провели интереснейшую экскурсию по жилым блокам и показали как живут полярники...
Первоначально, при строительстве, станция располагалась ровно на географическом южном полюсе, однако из-за движения льда за несколько лет, база сместилась в сторону на 200 метров:
3.
Это наш самолет DC-3. На самом деле он был сильно модифицирован компанией Basler и практически вся начинка в нем, включая авионику и двигатели, стоит новые:
4.
Самолет может садиться как на землю, так и на лед:
5.
На этой фотографии хорошо видно, на сколько близко стоит станция от исторического Южного полюса (группа флажков по центру). А одинокий флажок справа - это географический Южный полюс:
6.
По прилету нас встретил сотрудник станции и провел для нас экскурсию по главному зданию:
7.
Оно стоит на сваях, так же как и многие дома на севере. Сделано это для того, чтобы здание не растапливало лед под ним и не "плыло". Кроме того, пространство снизу отлично продувается ветрами (в частности, снег под станцией не чистили ни разу с момента ее возведения):
8.
Вход на станцию: необходимо подняться по лестнице два пролета. Из-за того, что воздух разрежен, сделать это непросто:
9.
Жилые блоки:
10.
На полюсе, во время нашего посещения, было -25 градусов. Мы прилетели в полном обмундировании - трех слоях одежды, шапках, балаклавах и т.д. - и тут нас вдруг встретил парень в легком свитерке и кроксах. Он сказал, что привыкший: пережил уже несколько зим и максимальный мороз, который застал тут - минус 73 градуса. Минут сорок, пока мы ходили вокруг станции, он разгуливал в таком виде:
11.
Станция внутри просто поражает. Начнем с того, что в ней есть огромный спортзал. Популярные игры среди сотрудников - баскетбол и бадминтон. Для обогрева станции используют 10 000 галлон авиационного керосина в неделю:
12.
Немного статистика: на станции проживает и работает 170 человек, зимой остаются человек 50. Кормят бесплатно в местной столовой. Работают 6 дней в неделю по 9 часов в день. В воскресенье у всех выходной. У поваров тоже выходной и все, как правило, едят то, что осталось недоеденного в холодильнике с субботы:
13.
Есть комната для музицирования (на заглавной фотографии), и кроме спортивного, есть тренажерный зал:
14.
Имеется комната для тренингов, конференций и тому подобных мероприятий. Когда мы проходили мимо, там проходил урок испанского языка:
15.
Станция двухэтажная. На каждом этаже ее пронизывает длинный коридор. Направо уходят жилые блоки, налево - научные и исследовательские:
16.
Конференц-зал:
17.
Рядом балкон, с него открывается вид на хозяйственные постройки станции:
18.
Все что может храниться в неотапливаемых помещениях, лежит в этих ангарах:
19.
Это нейтринная обсерватория Ice cube , с помощью которой ученые ловят нейтрино из космоса. Вкратце это происходит так: столкновение нейтрино и атома производит частицы, известные как мюоны, и вспышку голубого света, называемую излучение Вавилова - Черенкова. В прозрачных арктических льдах оптические датчики IceCube смогут его распознавать. Обычно для нейтринных обсерваторий роют шахту на глубине и заливают водой, но американцы решили не мелочиться и построили Ice cube на Южном полюсе, где льда предостаточно. Размер обсерватории - 1 кубический километр, отсюда, видимо, название. Стоимость проекта - 270 миллионов долларов:
20.
Тема "сделал лук" на балконе с видом на наш самолет:
21.
По всей базе висят приглашения на семинары и мастер-класы. Вот, например, писательский воркшоп:
22.
Обратил внимание на гирлянды-пальмы, приделанные к потолку. Видимо тоска по лету и теплу имеет место среди сотрудников:
23.
Старая табличка станции. Амундсен и Скотт - два первооткрывателя полюса, которые покорили Южный полюс практически одновременно (ну, если смотреть в историческом контексте) с разницей в месяц:
24.
Перед этой станцией была другая, называлась она "Купол". в 2010 году ее окончательно разобрали и на этой фотографии запечатлен последний день:
25.
Комната для отдыха: бильярд, дартс, книжки и журналы:
26.
Научная лаборатория. Нас туда не пустили, но приоткрыли дверь. Обратите внимание на мусорные ведра: на станции практикуется раздельный сбор мусора:
27.
Отделения для пожарных. Стандартная американская система: у каждого свой шкаф, перед ним полностью готовое обмундирование:
28.
Надо только подбежать, запрыгнуть в ботинки и облачиться:
29.
Компьютерный клуб. Наверно, когда строили станцию, он был актуален, но сейчас у каждого есть ноутбуки и приходят сюда, я думаю, чтобы порезаться в игрушку по сети. На станции нет вайфая, но есть персональный доступ в интернет со скоростью 10 кб в секунду. Нам его, к сожалению, не дали, и мне так и не удалось зачекинится на полюсе:
30.
Так же как и в лагере ANI, вода - самое дорогое удовольствие на станции. Например, смыть туалет стоит полтора доллара:
31.
Медицинский центр:
32.
Я поднял голову и посмотрел, как идеально уложены провода. Не так как бывает у нас и уж тем более где-то в Азии:
33.
На станции находится самый дорогой и самый труднодоступный сувенирный магазин в мире. Год назад тут был Евгений Касперский, и у него не было наличности (хотел расплатиться карточкой). Когда я поехал, Женя дал тысячу долларов и попросил выкупить все, что есть в магазине. Я, конечно, набил сувенирами сумку, после чего меня стали тихо ненавидеть попутчики, так как я создал очередь на полчаса.
Кстати, в этом магазине можно купить пиво и газировку, но продают их только сотрудникам станции:
34.
Есть стол с печатями "Южный полюс". Мы все взяли паспорта и проштамповали:
35.
На станции даже есть своя оранжерея и парник. Сейчас в них нет необходимости, поскольку есть сообщение с внешним миром. А зимой, когда на несколько месяцев связь с внешним миром прерывается, сотрудники выращивают свои овощи и зелень:
36.
Каждый сотрудник имеет права воспользоваться прачечной раз в неделю. Сходить в душ может 2 раза в неделю по 2 минуты, то есть 4 минуты в неделю. Мне сказали, что обычно все экономят и моются раз в две недели. Честно говоря, по запаху я и так уже догадался:
37.
Библиотека:
38.
39.
А это уголок творчества. Тут есть все, что только можно представить: нитки для шитья, бумага и краски для рисования, сборные модели, картон и т.д. Теперь я очень хочу попасть на какую-нибудь нашу полярную станцию и сравнить их быт и обустроенность:
40.
На историческом Южном полюсе стоит палка, которая не меняется со времен первооткрывателей. А указатель географического Южного полюса передвигают каждый год в связи с поправкой на движение льда. На станции есть небольшой музей набалдашников, накопленных за эти годы:
41.
В следующем посте я расскажу о самом Южном полюсе. Stay Tuned!
