Kalvis Salmiņš: Mūsu jomas īpatnība ir nepieciešamība orientēties dažādās jomās

Ievazājot jēdzienu no ekonomikas un biznesa preses, kur starptautiskajā darba dalīšanā ir mūsu astronomi? Un vispār – te es jūs ķircinu – astronomika nozīmē ļoti sarežģītas un dārgas iekārtas, kas Latvijai droši vien nemaz nav pieejamas.

Latvijā ir divas observatorijas – Baldonē un šeit, Latvijas Universitātes Botāniskā dārza teritorijā. Mēs tātad runāsim par otro, vai ne? Uzreiz jāsaka, ka sasniegtais ir vairāku paaudžu darba rezultāts, tas nav tā, ka kādi devīgi ļaudis, piemēram, ERAF projektos, mums te visu vienā jaukā dienā nopirka. Tātad ir lāzerlokācijas sistēma – pavisam pasaulē šādu sistēmu, kas funkcionē, ir četrdesmit. Starp kaut cik salīdzināmām, relatīvi nelielām valstīm ir Austrija, Somija un Latvija. Pārējās ir kosmosa jomas lielvalstis, piemēram, ASV un Krievija.

Ja jūs man jautātu, vai tas tā izveidojies vēsturiski un ko šajā gadījumā nozīmē “vēsturiski”, tad atgādināšu, ka šī observatorija ir tā, kas atradās Raiņa bulvārī. 1957. gadā sākās mākslīgo pavadoņu novērojumi. Tolaik to darīja studenti, starp viņiem arī bijušais Latvijas Universitātes rektors Juris Zaķis, vēl var pieminēt Egonu Zablovski, un starp šiem ļaudīm bija divi tolaik jauni cilvēki – Kazimirs Lapuška un Māris Ābele. Abi ar šo tēmu aizrāvās nopietni, sāka būvēt instrumentus. Viņi to darīja tik sekmīgi, ka spēja izsisties cauri visai tai padomijas sistēmai. Proti, daļu šo instrumentu pat sāka ražot sērijveidā, un pat pēc PSRS sabrukuma, kamēr vēl konkrētā rūpnīca pastāvēja, divus lāzera tālmērus paguva pārdot somiem un vāciešiem. Citiem vārdiem, jau tolaik bija sasniegts zināms līmenis, un, lielā mērā pateicoties tam, mēs šeit sēžam un runājam.

 

Skaidrs. Citādi var rasties iespaids, ka viss jēdzīgais astronomijā notiek Čīlē. Es jokoju.

Nē, tas ir normāls jautājums. Tur patiešām ir koncentrēta lielā infrastruktūra. Tomēr te jāņem vērā arī ģeometrija – runājot par kosmisko ģeodēziju, nevar visu koncentrēt, teiksim, Namībijā. Piemēram, amerikāņi tagad kopā ar norvēģiem būvē infrastruktūru Svalbārā, kur klimats vispār ir drausmīgs no astronomijas viedokļa. Un, starp citu, no mākoņainības viedokļa Latvija Eiropā atbilst vidējam līmenim, nav tā, ka mums te tikai apmākušās debesis. Atgādināšu arī, ka lāzerlokācija spēj strādāt arī dienas laikā. Tas nav vienkārši, bet tas ir izdarāms. Mūsu gadījumā faktiski ir runa par nepieciešamību piepirkt klāt vēl aparatūru. Rezumēju: jūsu piesauktajā starptautiskajā darba dalīšanā mēs neesam nekādi bāra bērni. Turklāt Elektronikas un datorzinātņu institūtā un tā “spin-off” uzņēmumā Eventech turpinās instrumentu izgatavošana.

 

Arī tad, ja noliekam malā “starptautisko darba dalīšanu” tā, kā es to noformulēju, viegli pamanāms, ka astronomija kā pētniecības, zināšanu joma pēdējo desmitgažu laikā ir krietni specializējusies šaurākās jomās. Pirmais, kas iešāvās prātā, – mums ir gan gamma starojuma astronomika, gan astrobioloģija, un kas tik vēl ne. Ar ko mēs nodarbojamies?

Mēs runājam par globālajām koordināšu sistēmām. Piemēram, mēs esam biedri International Laser Ranging Service (ILRS), kas darbojas NASA paspārnē. Tāpat jāmin IGS – Inernational GNSS Service. Var teikt, ka Ziemeļeiropā un Baltijā ar lāzerlokāciju strādājam vienīgie, jo pieminētais ASV un Norvēģijas projekts, visticamāk, sāks funkcionēt apmēram 2025. gadā. Te jāsaprot, ka dalība šādās sistēmās nav vienreizējs pasākums – kaut ko pamēra, noslauka putekļus un uzraksta zinātnisko publikāciju. Šis ir darbs, kas tiek mērīts desmitgadēs, jo tikai tad parādās rezultāti. Mērķis ir izveidot koordināšu sistēmu, kurā atskaites punktu precizitāte būtu līdz vienam milimetram.

 

Piedošanu par naivumu – kam tik liela precizitāte nepieciešama?

Tas nepieciešams, lai varētu saprast, kas globāli notiek ar zemeslodi. Piemēram, ir šis politiski jūtīgais temats – okeānu līmeņa celšanās. Kamēr, tēlaini izsakoties, mums nav šis milimetra precizitātes līmenis, mēs patiesībā neko daudz nevaram pateikt. Galu galā arī kontinentu dreifs ietekmē klimata pārmaiņas. Ja Zeme būtu kā ideāla lode, ko klāj ūdens, tad, vienkāršoti izsakoties, puslīdz dzīvei piemērots klimats būtu joslā ap ekvatoru, bet, raugi, realitātē mums te kalni sastūmās, visādas straumes plūst... Īsi sakot, ja mēs sakām, ka līmenis ceļas par, teiksim, trim milimetriem, tad ir ļoti svarīgi saprast, no kurienes līdz kurienei mēs mērām, kas ir koordināšu sistēma. Es jums nejaukšu galvu, bet nav teikts, ka Zemes ģeometriskais centrs sakrīt ar Zemes masas centru, te parādās nianses, pieminētie milimetri tiešā un simboliskā nozīmē. Un tam visam ir nepieciešama globāla sistēma.

 

Es tomēr esmu uzmācīgs tips. Tātad atnāk pie jums students un saka: ziniet, mani interesē, piemēram, kvazāri.

Tā ir astrofizika.

 

Jā, bet jūs viņam atbildat: nē, mēs te, lūk, ar lāzerģeodēziju nodarbojamies. Un students aiziet raudādams prom.

Es arī kā students sāku ar astrofiziku, bet mani, kā saka, paņēma matemātika, astrometrija. Mūsu jomas īpatnība ir nepieciešamība orientēties dažādās jomās. Meteoroloģija – jo mums jāsaprot laika apstākļu ietekme uz mērījumiem. Mums ir sava meteostacija. Šeit mums ir lāzeri, optika, IT joma labi jāzina. Lielāko daļu programmatūras mēs paši esam veidojuši. Es riskēšu un teikšu, ka mums ir vissarežģītākā programmatūra Latvijas Universitātes sistēmā. Man jau šķiet, ka cilvēks, kurš spēj orientēties un strādāt ar tik plašu jautājumu loku, jutīsies gana pārliecināts par sevi un novērtēts. Starp citu, tas, par ko mēs līdz šim esam runājuši, par lāzerlokāciju, ir tikai daļa no kosmiskās ģeodēzijas. Starp citu, mums te ir arī gravimetrs, ar ko pastrādāt ik pa laikam ierodas Somijas kolēģi, jo viņiem tāda nav. Tāpat ļaudis no mūsu Aizsardzības ministrijas...

 

Ja tas nav valsts noslēpums, vai varat pateikt, kam viņiem tas?

Runa ir par Latvijas Ģeotelpiskās informācijas aģentūru. Smagumspēka izmaiņas. Labi, mēģināsim citādi. Ja jūs saprotat gravitācijas lauka izmaiņas, tad jūs saprotat, kas ietekmē arī mākslīgo pavadoņu vai raķešu kustību. Smagumspēka mērījumus izmanto arī derīgo izrakteņu meklēšanā. Šie mērījumi ir ārkārtīgi jutīgi – kolēģiem Somijā, kā saka, pie sienas karājas mērījumu vizualizācija, kurā redzamas pat tādas izmaiņas kā laika posms, kad strādnieki no paviljona jumta tīrījuši nost sniegu...

 

Lasīju ziņu, ka institūts piedalīsies Eiropas Savienības partnerībā, kuras mērķis ir tā saukto kosmisko atkritumu monitorēšana.

Šķiet, nav jāpierāda, ka šo atlūzu problēma kļūst aktuāla, savukārt partnerības uzdevumi ir vairāki. Pirmkārt, sadursmju novēršana – ar aktīvajiem pavadoņiem var nedaudz, bet manevrēt vajadzības gadījumā. Otrkārt, atlūzu kataloģizēšana, kas patiesībā nav triviāls uzdevums. Piemēram, CubeSat gadījumā, ja tā var teikt, izber veselu maisu šo mazo satelītu, un ej nu saproti, kurš kam pieder. Tā varbūt tikai liekas, ka satelīts ir kaut kas liels; arī uz mūsu pašu Ventas bija piestiprināti vairāki piko (nano) satelīti pastmarkas lielumā. Papildu jautājums ir saistīts ar to, kur savu mūžu nodzīvojušais objekts, kā saka, nonāks lejā...

 

Var mēģināt aprēķināt.

Tas izdodas slikti. Tas šķērso atmosfēru, var sadalīties sīkāk. Tāpēc, lai kaut cik precīzi tomēr prognozētu zonu, kur “izbirs”, ir nepieciešams monitorēt arī objekta ienākšanu atmosfērā. Jo tad jau var brīdināt attiecīgo valstu civilās aizsardzības iestādes, kā arī par aviosatiksmi atbildīgos. Šī ir joma, kur, pat ja problēmu iespējamība ir objektīvi neliela, arī neliela iespēja ir svarīga. Ko mēs varam šajā uzdevumu kopumā darīt? Ja īsi un mazliet vienkāršoti, tad mūsu institūta rīcībā ir instrumenti objektu orbītu monitorēšanai, tātad mēs varam palīdzēt sadursmju novēršanas jomā. Lāzers ir viena no labākajām metodēm precizētas orbītas noteikšanā. Metodes trūkums – laika apstākļi. Vēl kā problēmu var minēt, ka lāzers, salīdzinājumā ar klasiskajām metodēm, proti, radariem un optiskajiem teleskopiem, tehnoloģiski vēl ir jaunpienācēji.

 

Ja pareizi saprotu, tad pagaidām nekas jēdzīgāks par orbītu pamainīšanu un objektu monitorēšanu nav izdomāts? Esmu lasījis par idejām mēģināt atlūzas vākt kopā ar kaut ko tīkliem līdzīgu, lai tad, savāktas kopā, vilktu lejā  un tās sadegtu atmosfērā. Tas tā arī palicis ideju līmenī? Un tad ir daži gudrinieki (piemēram, Ķīna un Krievija), kuri ir izmēģinājuši objektus notriekt ar militāriem rīkiem, tādā veidā atlūzu skaitu, protams, tikai vēl vairāk palielinot.

Tiek strādāts pie metodes, ko ļoti vienkāršoti varētu aprakstīt kā lielo savu mūžu nokalpojušo pavadoņu aizbuksēšana. Ja jūs tas interesē sīkāk, palasiet par Astroscale misiju. Šobrīd tā strādā ar diviem testa pavadoņiem, lai saprastu, kā pavadoņu satuvošanos pēc iespējas precīzāk var mērīt.

 

Vai šī problēma neiekļaujas žanrā “cik garš, tik plats”? No vienas puses, cilvēce kļūst arvien atkarīgāka no visādiem verķiem, ko mēs šaujam gaisā. No otras puses, mums tur veidojas tāds objektu blīvums, ka tas agri vai vēlu slikti beigsies.

Te ir zināma līdzība ar satiksmes, tostarp avio, organizēšanu. Tiesa, ir būtiska atšķirība – lidmašīnas parasti atkal nosēžas, savukārt ar kosmosa objektiem tā nav. Es piekrītu, ka problēma ir. Pavadoņu skaits ir apmēram septiņi tūkstoši, no kuriem strādājoši ir apmēram puse. Sīko objektu – ar tādiem saprot objektus, kuru diametrs nepārsniedz 10 centimetrus – skaitu lēš ap piecdesmit tūkstošiem, un tad vēl ir apmēram miljons objektu, kuru izmērs svārstās no 1 līdz 10 centimetriem.

 

Un tad šie tūkstoši sāk bukņīt strādājošos satelītus.

Pagaidām mēs kā par piemēru varam runāt par 2009. gada februārī notikušo komerciāla mobilo sakaru pavadoņa Iridium 33 un Kosmos 2251 (nestrādājošs Krievijas militārais pavadonis) sadursmi. Pēc radaru mērījumiem vajadzēja būt tā, ka abi objekti palido viens otram garām, šķiet, 500 metru attālumā. Aprēķini izrādījās kļūdaini, un notika divu lielu pavadoņu sadursme, kas radīja lielu daudzumu atlūzu.

 

Lūgums nedusmoties par nākamo jautājumu. Ja jūs profesionāli izprotat šo objektu monitorēšanas tēmu, ko jūs sakāt par publikas nemainīgo interesi par kaut kādiem debesu ķermeņiem, kas lido mūsu virzienā? Žanrā “mēs visi iesim bojā 2034. gadā”. Vai 2032.gadā, vienalga.

2029. gada 13. aprīlī. Asteroīds Apofiss šķērsos Mēness orbītu un pietuvosies Zemei.

 

Man jau tā likās, ka labi nebūs.

Ja nopietni, šo tēmu uztvere lielā mērā atkarīga no, piemēram, skaitļu, mēroga izjūtas. Kā jums šķiet, cik tālu no mums ir Berlīne?

 

Nav ne jausmas. Apmēram 1000 kilometru?

Mazliet vairāk. Un kādā augstumā no mums sākas kosmoss? Vispārpieņemtas atbildes uz šo jautājumu gan nav, bet aviācijā runā par 100 kilometriem virs jūras līmeņa. Tas ir tuvāk nekā no Rīgas līdz Saldum. Es vienkārši gribu ar šo piemēru ilustrēt mūsu mērogu izjūtas īpatnības, par kurām vērts atcerēties, pirms apspriest kaut ko “ļoti tuvu” garām Zemei lidojošu. Man personīgi liekas, ka pret attālumiem ir jāizturas mierīgi, ar tiem ir jāstrādā. Ir vēsturnieki, kuri norāda uz likumsakarību – bagātas kļuva valstis, kas nebaidījās no tāliem jūras ceļojumiem. Piemēram, angļi, spāņi, portugāļi. Ja mēs paskatāmies uz portugāļiem tolaik piederošās Brazīlijas karogu, mēs tajā redzam astrolabu – leņķu mērīšanas instrumentu, ko vairāku gadsimtu garumā lietoja debess ķermeņu stāvokļa noteikšanai.

Ja jau sākām runāt par kosmosu, tad var piebilst, ka lāzerģeodēzijas tehnoloģijas izmanto arī planētu virsmu kartēšanai, jo principā runa ir par to pašu – attālumu mērīšanu. Uzlabojot šo tehnoloģiju – jo tur ir savi knifi –, to var izmantot arī attālumu Saules sistēmā mērīšanai. Mēs Latvijā to nevaram lokālās atmosfēras īpatnību dēļ, bet principā pasaulē ir četri projekti, kuros attālumu līdz Mēnesim var nomērīt ar precizitāti līdz centimetram. Tā ir laboratorija fizikai.

 

Piedodiet, nesapratu.

Relativitātes teorijas efekti parādās ar lieluma kārtu metros. Mēs tātad runājam par centimetriem. Un – ja kāds pasludina kādu alternatīvu teoriju, mēs varam teikt, lūdzu, jūsu rīcībā ir metode teorijas pārbaudīšanai.

 

Esmu lasījis, ka astronomi pasaulē ir dusmīgi, piemēram, uz Īlona Masku par viņa “Starlink” projektu, jo tie daudzie satelīti rada tā saukti gaismas piesārņojumu, kas astronomus traucē.

Mūsu izmantoto tehnoloģiju tas skar mazāk. Starp citu, šādas tehnoloģijas mērījumiem tiek lietotas arī Potsdamā Vācijā un Tokijā Japānā – tātad vietās ar gaismas piesārņojumu. Jūsu pieminētā Maska gadījumā problēma vispār ir nedaudz cita. Ja mēs skenējam debesis optiskā diapazonā ar lielu redzeslauku, tad neizbēgami agri vai vēlu patrāpās pavadonis. Ja pavadoņu ir īpaši daudz, tad tos ir nepieciešams “atfiltrēt”. Tas ir piņķerīgi, bet tas ir izdarāms. Līdzīgi kā nav patīkama radiofrekvenču piesārņošana.

 

Noslēgumā atgriežoties pie kosmisko atlūzu projekta, kurā institūts ir iesaistījies. Cik ilgi tas ieplānots?

Sākotnēji šajā Eiropas Savienības kosmisko objektu novērošanas un uzraudzīšanas partnerībā darbojās piecas valstis. Tad tika piedāvāts konsorciju paplašināt, ja kādai dalībvalstij ir interese un iespējas. Atjaunotajā partnerībā ir piecpadsmit Eiropas Savienības valstis, plānots, ka partnerība ilgs septiņus gadus. Mēs no savas puses turpinām pilnveidot mūsu rīcībā esošās iekārtas ar mērķi sadarboties gan jau pieminētajā attālumu mērīšanā, gan fotometrijā – ļoti vienkāršoti izsakoties, pavadonis tur “kūleņo”, maina spožumu, un mēs varam ar fotometrijas palīdzību mēģināt izskaitļot rotācijas parametrus. Tas arī ir ļoti svarīgi, jo īpaši situācijās, kad kaut kas “nāk lejā”, tostarp, ja tas notiek, mēs par to iepriekš runājām, mēģinot speciāli objektu “atbuksēt”. Tāpat var gadīties, ka pavadonis “iegriežas” ātrāk un no tā atdalās, teiksim, pavadoņa saules baterija, un nu mums viena objekta vietā jau ir divi.

Ar koordinātām “komplektā” ir arī precīzais laiks. Mēs esam pieraduši domāt, ka precīzs laiks ir kaut kas pašsaprotams. Patiesībā kādam tas, ja tā var formulēt, ir jānodrošina. Līdz Otrajam pasaules karam to veica observatorija Raiņa bulvārī, tagad tas ir mūsu ziņā. Tie ir jautājumi, par kuriem mēs ikdienā parasti neaizdomājamies; piemēram, vai tiešām tas kilograms veikalā ir kilograms? Īsi sakot – un kā jau minēju – mūsu jomā ir skaista fizikas, matemātikas un ģeodēzijas zinātņu mijiedarbība.