Проект этой обсерватории, специализирующейся непосредственно на обнаружении опасных астероидов и комет, в ускоренном темпе стали прорабатывать после событий пятнадцатого февраля 2013 года – когда над Челябинском вошел в атмосферу совсем небольшой метеороид размером всего в пятнадцать-двадцать метров, но наделавший большого шуму и в прямом, и в переносном смысле. Этот объект пропустили все обзорные телескопы. Да и вообще, систематически такую работу долгое время вели только обсерватории Соединенных Штатов, начавшие ее еще в далеком 1998 году. Россия решила создать первый аналог подобных систем спустя пятнадцать лет. Главной идеей пилотного проекта был оперативный ввод в строй обзорного телескопа, сравнимого по техническим характеристикам с лучшими оптическими поисковыми системами мира. Для ускорения процесса создания подобного телескопа было решено усовершенствовать семейство телескопов АЗТ-33, созданное питерским заводом «ЛОМО». Два из них – АЗТ-33ИК и АЗТ-33ВМ – уже были запущены в эксплуатацию на базе Саянской солнечной обсерватории. Первый был создан для наблюдений в ближнем инфракрасном спектре, а второй был нацелен на наблюдения в видимом диапазоне длин волн и, что важно, обладал более светосильной оптической схемой, которая существенно увеличивала угол зрения телескопа – главный параметр для поискового инструмента. Он позволяет получить большую площадь изображения, а значит, быстрее «просматривать» небесную сферу. К сожалению, даже параметров АЗТ-33ВМ было недостаточно для создания телескопа, отвечающего техническим требованиям проекта. После сложной научно-исследовательской работы оптики предложили вариант дальнейшей модернизации телескопа, которая может быть проведена в течение нескольких лет. Предложение одобрили, и процесс создания нового телескопа начался. В проекте задействовали сразу несколько институтов Российской академии наук, в двух из которых были созданы команды специалистов по эксплуатации будущей обсерватории.

Работа по созданию Большого оптического роботизированного телескопа, он же БОРТ, шла с переменным успехом. Проект сталкивался и с финансовыми, и с техническими трудностями, но к 2019 году телескоп был готов. Параллельно с этим шла работа по поиску места для новой обсерватории. Исследовался астроклимат и световая загрязненность различных удаленных уголков страны. В итоге выбор пал на предгорья горы Белухи в Горном Алтае. Возведение новой обсерватории началось летом 2018 года. Сергей, Андрей и их коллеги по кооперации занимались разработкой программного и аппаратного обеспечения для нового телескопа. Идеи и их реализация отрабатывались на двух малых телескопах-прототипах, что позволяло масштабировать полученный опыт для работ с БОРТом.

Пройдя во вторую комнату, Сергей увидел Андрея, сидящего в углу за длинным столом, на котором располагались сразу три монитора и несколько системных блоков, два из них были открыты и жутко гудели. Помимо этого, на столе Вязенцева лежали различные приборы, соединенные огромным количеством проводов, спутавшихся друг с другом. Все это походило на выброшенное на берег чудное морское чудовище. Андрей, как и большую часть рабочего времени, сидел в огромных наушниках и забавно двигал головой в такт музыке. Сейчас он выглядел в точности как тот персонаж, которого обычно представляет себе любой человек, когда речь заходит о программистах. Волосатые, часто неопрятные, постоянно с ужасающей скоростью стучащие по клавишам, в то время как на экране бегут зеленые строчки кода, иногда вспыхивая красными мигающими сообщениями. На самом же деле семьдесят процентов времени программиста занимают раздумья: как оптимально решить ту или иную задачу, как подойти к ней алгоритмически, как сделать решение надежным и по возможности максимально простым. Поэтому Андрея можно было часто увидеть прогуливающимся по скверу, вдоль которого полчаса назад шел Сергей. Обычный прохожий, увидев Вязенцева, подумал бы, что человек просто гуляет, но на самом деле он непрерывно работает. Ковалев, который тоже был программистом, хотя и не таким талантливым, как Андрей, который уже в школе выступал и побеждал на различных олимпиадах, отлично знал, что часто, очень часто решение приходит именно во время подобных прогулок. Ты мог целый день просидеть за рабочим столом, пробуя различные варианты, но так и не найти ответ, зато потом, когда ты просто идешь по улице или гуляешь в парке, правильное решение может внезапно само собой прийти в голову и заставить недоумевать, как ты не додумался до него раньше?! Андрей быстро набирал что-то, не глядя на клавиатуру, значит, в его голове родилось решение какой-то задачи, и прямо сейчас он воплощает его в бесчисленных строках кода.

Сергей подошел к коллеге и положил руки ему на плечи. Тот вздрогнул и быстро повернулся. Его широкое лицо расплылось в доброй улыбке.

– А-а-а, явился наконец-то, а я уже хотел звонить, не забыл ли ты о встрече, – с легким укором сказал он, протягивая Сергею руку.

– Извиняюсь-извиняюсь, – ответил Сергей, – бегал с документами, а там никогда не знаешь, сколько времени проведешь, хотя приехал я с запасом. Прошелся вдоль сквера, думал, ты там.

– Не, мне вчера пришла в голову отличная идея. Так и подмывало сесть и сразу ее закодить, но я дал себе зарок: на ночь – ни-ни! А то так и не усну. – Андрей засмеялся. За Сергеем тоже водился такой грешок. Мудрые мысли приходили к нему в постели, перед сном, но если ими увлечься, то сон как рукой снимет. Потом лежишь битый час, глядя в потолок, и пытаешься разогнать роящиеся в голове идеи.

– Ну, и что за идея?

– Фокусировка! Вот, вожусь с новым «железом». – Андрей положил руку на большой черный металлический цилиндр. – Она у нас вечно барахлит, вот и придумал новую концепцию автоматической фокусировки.

Сергей придвинул соседний стул и сел.

– Раньше у нас как это происходило? – склонив голову набок и чуть зажмурив один глаз, спросил Андрей.

– Ну, по звезде, как обычно.

– Вот! – Улыбка Андрей стала шире, чем у Чеширского кота. – И у нас часто были проблемы с близкими звездами, так?

– Так. – Сергей пока не понимал, куда клонит Андрей, но такая проблема и правда была. Автоматическая фокусировка телескопа – одна из самых важных процедур, от которой напрямую зависит общая эффективность его работы. Если он плохо сфокусирован, то энергия падающих на матрицу камеры фотонов не концентрируется, а распределяется по большой площади. Из-за этого падает и проницание телескопа, то есть тот уже не сможет увидеть более слабые и тусклые объекты. А ведь в их работе эти объекты как раз и важны! При нынешней системе автофокусировки телескоп сам выбирал звезду, исходя из ее яркости, а если говорить научно, – блеска по звездному каталогу. Дальше он снимал один кадр и рассчитывал диаметр изображения этой звезды на снимке. Потом сдвигал камеру с помощью фокусировочного устройства и снова измерял контрольную звезду. Теперь автоматическая система могла определить правильное направление сдвига камеры и, получив таким образом несколько кадров, рассчитать точку наилучшей фокусировки – там, где размер изображения звезды будет минимальным, то есть в меньшей площади будет заключена вся энергия фотонов, совершивших умопомрачительное путешествие длиной в сотни или даже тысячи световых лет и попавших на матрицу астрономической камеры. Проблема заключалась в том, что если рядом с измеряемой звездой есть другая, пусть и не такая яркая, то измерения будут неверными, и телескоп не сможет правильно сфокусироваться. Конечно, его система управления достаточно умна, чтобы понять, что фокусировка прошла неудачно, но главный ресурс любого телескопа – его наблюдательное время – будет потрачен впустую и безвозвратно.

– Ну вот, – возбужденно продолжал Андрей. – Систему в любом случае нужно было усовершенствовать. Либо исключать двойные и кратные звезды, либо – он сделал драматическую паузу, – либо брать в расчет все звезды сразу! Весь ансамбль^[2] звезд! И даже не нужно никуда специально перенаводиться. Мы просто делаем кадр, фильтруем звезды по блеску и морфологии, убираем вытянутые объекты вроде галактик и прочего, и проводим вычисления по всем звездам. Статистически должен получиться достоверный усредненный результат. Я думаю, что сработает, но нужно тестировать. – Андрей откинулся на спинку кресла, соединив вместе пальцы обеих рук и, как он это часто делал, ожидая контраргументов в научном споре, надул щеки.

– Да, идея интересная. Если получится – сможем выиграть наблюдательное время, да и общая стабильность системы должна будет повыситься, – после небольшой паузы заключил Сергей. – Ну, а по «железу», новый фокусировочный узел готов? Ты его здесь протестировал?

– Ага, погонял, адаптировал софт для работы с датчиками-энкодерами. В тепличных условиях все работает, но нужно проверять «на горе». – Андрей немного погрустнел, вспомнив о грядущей экспедиции. Он, в отличие от Сергея, который всегда первым вызывался куда-то поехать, был до мозга костей домоседом. Чтобы вытащить его «в поля», требовались недюжинные усилия. А после своей первой, длительной командировки на обсерваторию, которая еще только готовилась к открытию и приезду высокопоставленных гостей, Вязенцев и вовсе потерял последнее желание любоваться красотами Горного Алтая. Сейчас быт на обсерватории уже более-менее наладился, но все равно оставался достаточно спартанским.

– Ехать, как я вижу, ты не хочешь? – заметив реакцию друга, Сергей улыбнулся.

– Не-а, чего я там еще не видел? Опять трястись туда и обратно столько часов в этой «Пожарке»…

«Пожаркой» они между собой называли служебный УАЗик ярко-оранжевого цвета, который и доставлял их на обсерваторию.

– Не поехал бы, если бы не было нужно. Удаленно я все там не настрою, будете сами копаться и все еще хуже сделаете, – распалялся Андрей. Сергей понял, что он зря заговорил об этом, и решил пропустить тираду друга мимо ушей, сменив тему разговора, кроме того, в словах Андрея была доля правды.

– Ну, хорошо, хорошо, – примирительно сказал Сергей, – а те изменения, что мы с тобой обдумывали по системе обработки кадров, их удалось реализовать? Я свою часть доделал и даже протестировал. Время обработки увеличилось, но сама идея подтвердилась. Процент детектирования в «густых» полях заметно подрос.

За этими, вряд ли понятными кому-то, кроме них самим, словами, стояла долгая и кропотливая работа. Андрей и Сергей уже продолжительное время старались усовершенствовать систему обработки снимков неба вблизи Млечного пути. Такие кадры отличаются большим числом звезд, попадающих в поле зрения телескопа. Иногда на одном снимке их может быть несколько десятков тысяч, а программе нужно выделить среди них медленно движущиеся, тусклые «звездочки», которые на самом деле могут являться неизвестными объектами.

В целом главный принцип поиска новых малых тел Солнечной системы за последние сто лет не поменялся. Далекие звезды, в отличие от гораздо более близких к нам астероидов и комет, по сути являются для наблюдателя стационарными объектами – их движение можно заметить, лишь наблюдая за ними продолжительное время – годы и столетия. Напротив, летящие по своим орбитам космические глыбы немного смещаются на небе уже в течение десятков минут. Поэтому – если сделать несколько последовательных снимков некоторой части неба с небольшим интервалом, то звезды фона останутся на своих местах, а все близкие к нам объекты сместятся. Раньше для обнаружения этого движения использовали специальные устройства – блинк-компораторы, которые позволяли быстро менять изображения двух фотографий. Для глаз астронома создавалось некое подобие анимации, на которой и можно было заметить это движение. Именно так в 1930 году американским астрономом Клайдом Томбо был открыт Плутон.

В наше время, когда телескопы получают уже цифровые снимки космоса, их можно обрабатывать на компьютере. Всю «черновую» работу выполняют специальные программы, которые, как и раньше, пытаются обнаружить движущийся объект и сопоставить его положение с каталогом известных астероидов и комет. Если объект неизвестный, то в дело вступает наблюдатель – он просматривает отобранных компьютером кандидатов и решает, реальный ли это объект или нет. Потенциальный астероид или комета вполне может оказаться цифровым шумом или отметкой от высокоэнергетических космических лучей, которые астрономы называют «космиками». Если обнаруженный объект яркий, то проблем с оценкой его реальности нет, и с этим может справиться и программа. Но так как подавляющее большинство новых и неизвестных объектов едва заметны, то эта задача становится совсем не простой. В последние годы для замены самого точного прибора на сегодня – глаза опытного астронома-наблюдателя – пробуют применять нейросети. Это перспективное направление, и, скорее всего, в недалеком будущем обученная машина сможет полностью заменить человека. Но сейчас лишь астроном-наблюдатель принимает окончательное решение – да или нет.

Андрей и Сергей работали над «черновой», первичной обработкой. Их задачей было увеличение процента обнаружения новых объектов на сложных кадрах с большим числом звезд. Изначально они применили классический прием – вычитание снимков. Телескоп получает несколько кадров одной области, и при их вычитании все неподвижные объекты «стираются», а остаются лишь те, что поменяли свое положение от кадра к кадру. Этот способ хорош на бумаге или для астрономических снимков, получаемых космическими телескопами, но с наземной обсерваторией, ведущей наблюдения сквозь толщу неспокойной земной атмосферы, данный подход может сыграть злую шутку. Дело в том, что земная атмосфера постоянно в движении, и она вносит свои искажения в каждый из получаемых снимков. Таким образом, все снимки одной поисковой площадки будут, пусть немного, но отличаться друг от друга. Вычитая их, астрономы неизбежно сталкиваются с артефактами или просто мусором, напоминающим «бахрому» вокруг звезд. Задача создателя программы обработки кадров – научить машину игнорировать такие помехи, исключать их из расчета или дополнительно удалять с изображения. Именно над этим ребята работали уже несколько месяцев и хотели опробовать в ходе предстоящей экспедиции. В спорах, а иногда и обидах, рождались новые алгоритмы и программы, которые должны были привести к новым открытиям.

Сергей посмотрел на часы – время близилось к обеду, а впереди у него были еще неотложные дела. Он потер глаза, уставшие от напряженного вглядывания в код программы и столбцы расчетов. За время работы, когда за одну ночь приходилось внимательно отсматривать сотни, а иногда и тысячи объектов, – его зрение заметно ухудшилось.

– Так, ну хорошо, – сказал он, вставая из-за стола. – Не все обсудили, но нужно двигаться дальше, так что оптимизируем алгоритм уже на месте. Осталось совсем чуть-чуть.

– Да, остались нюансы, думаю, времени у нас там будет много – посмотрел прогноз на июнь, обещают много дождей…

Андрей тоже встал из-за рабочего стола и потянулся, состроив смешную рожицу.

– Ну, если не удастся ловить астероиды – будем ловить рыбу, – засмеялся Сергей.

– Пойдем, я тебя провожу, а то что-то голова уже очумела, нужно проветриться.

Вдвоем они вышли во двор института. Напротив проходной поговорили еще пару минут, условились о встрече в аэропорту и пожали друг другу руки.

* * *

3 июня 2023 года, 15:10 UTC+3

Перед встречей с Викой Сергей заехал в гости к родителям, в квартиру, где он родился, провел все свое детство и юность. Как и многие улицы этого района Москвы, находившегося совсем близко к ВДНХ, его родная улица носила имя одного из героев становления космонавтики и будущего штурма Космоса. Сергей иногда задавался вопросом – было ли это простым совпадением? Все свое детство он гулял по улицам с космическими названиями и сам в итоге безнадежно заболел космосом. Хотя нет – все же его осознанное увлечение началось в младших классах школы, с двух книг, которые он случайно, а может и вполне закономерно, просто следуя своей судьбе, нашел на книжной полке. Он читал про далекие звезды, галактики и квазары. Про населяющие Солнечную систему кометы и астероиды. Он листал огромную книгу о космонавтике, внимательно разглядывая прекрасно оформленные иллюстрации и фотографии ракетоносителей и аппаратов межпланетных миссий. На десятилетие родители подарили ему первый телескоп. Начав наблюдать Луну, Солнце, рассеянные звездные скопления, Ковалев постепенно стал больше тяготеть к астрономии. А 2007 год стал для Сергея годом комет.

На зимних каникулах он с друзьями пошел на крышу соседнего дома наблюдать одну из самых ярких комет последних десятилетий – комету МакНота. Их нехитрыми оптическими инструментами были небольшой телескоп-рефрактор и морской бинокль Сергея, а также подзорная труба и раритетный латунный театральный бинокль двух его друзей. Доступ на крышу, строго в своем присутствии, им давал пожилой дворник, бывший некогда инженером. Он, видя, с какой страстью ребята увлечены наукой, часто соглашался помочь, тем более что и ему самому было интересно слушать Сергея, который мог часами рассказывать об астрономии, поражая слушателей неизвестными им фактами. В тот вечер наконец-то выдалась хорошая погода. Небольшие облака висели на востоке, а на западе, куда всего несколько минут назад погрузилось Солнце, небо оставалось чистым, с небольшой прозрачной