Գիտություն

Նանոաշխարհում գործում են քվանտային օրենքները. քիմիայի բնագավառում Նոբելյան մրցանակը շնորհվել է քվանտային կետերի ստեղծմանն ու կատարելագործմանը նպաստած գիտնականներին

Գունավոր ապակիների ամենահին գտածոները մի քանի հազար տարվա պատմություն ունեն: Ապակեգործները միշտ փորձել են հասկանալ, թե ինչպես կարելի է ծիածանի բոլոր գույներով ապակի արտադրել: Այս նպատակով նրանք ապակի արտադրելիս ավելացրել են տարբեր մետաղներ՝ արծաթ, ոսկի, կադմիում, հետո փորձել տարբեր ջերմաստիճաններ՝ ի վերջո ստեղծելով ապակու գեղեցիկ երանգներ: Գունավոր ապակիների այս նմուշների պատկերները The New York Times-ին տրամադրել է Մեծ Բրիտանիայի Վիտրաժների թանգարանը /աղբյուրը/ 19-րդ և 20-րդ դարերում, երբ ֆիզիկոսները սկսեցին ուսումնասիրել լույսի օպտիկական հատկությունները, ապակեգործների գիտելիքները նրանց պետք եկան: Ֆիզիկոսները փորձերի ժամանակ սկսեցին իրենք ապակիներ պատրաստել և հասկացան, որ միևնույն նյութից կարելի է ստանալ տարբեր գույներով ապակիներ: Նանոաշխարհում արտասովոր երևույթներ են ի հայտ գալիս 1980-ականներին, երբ գիտնական Ալեքսեյ Եկիմովն աշխատում էր Ս. Ի. Վավիլովի անվան պետական օպտիկական ինստիտուտում (ԽՍՀՄ), նրան սկսեց հետաքրքրել այն փաստը, որ միևնույն նյութից կարելի է գունային տարբեր երանգներով ապակիներ ստանալ, ինչը տարօրինակ էր թվում։ Իր հարցերի պատասխանները ստանալու համար նա մի փորձ իրականացրեց։ Եկիմովը որոշեց պատրաստել պղնձի քլորիդով ներկված ապակի։ Նա տաքացրեց հալած ապակին 500°C-ից մինչև 700°C ջերմաստիճանների միջակայքում: Երբ ապակին սառեց ու պնդացավ, Եկիմովն այն ենթարկեց ռենտգենային ճառագայթման և նկատեց, որ ապակու ներսում գոյացել են պղնձի քլորիդի մանր բյուրեղներ, իսկ սինթեզի պրոցեսն ազդել է այդ մասնիկների չափերի վրա: Ապակու որոշ նմուշներում դրանց չափերը հասնում էին ընդամենը երկու նանոմետրի, մյուսներում՝ մինչև 30 նանոմետրի (մեկ նանոմետրը մետրի մեկ միլիարդերորդ մասն է): Ալեքսեյ Եկիմովը /աղբյուրը՝ AP Photo/Wilfredo Lee/ Պարզվեց, որ այս մասնիկների չափերն ազդում են այն բանի վրա, թե ինչպես է ապակին կլանում լույսը: Ամենամեծ մասնիկները կլանում են լույսն այնպես, ինչպես սովորաբար կլանում է պղնձի քլորիդը։ Բայց որքան փոքր են մասնիկները, այնքան ավելի շատ կապույտ լույս են դրանք կլանում: Եկիմովը հասկացավ, որ գործ ունի չափից կախված քվանտային երևույթի՝ չափային քվանտացման երևույթի հետ։ Հասկանանք, թե ինչ է սա։ Քվանտային տերմինը ծագում է լատիներեն quantus բառից, որը նշանակում է որքան։ Երբ նյութերի երկրաչափական չափերն այնքան են փոքրանում, որ դառնում են ատոմների և մոլեկուլների չափերի կարգի, դրանք սկսում են դրսևորել արտասովոր հատկություններ, որոնց անվանում են քվանտային երևույթներ․ օրինակ՝ միևնույն նյութը նանոմետրական չափերի դեպքում այլ կերպ է կլանում և առաքում լույսը։ Քվանտային կետն այնքան փոքր է գնդակից, որքան գնդակը՝ Երկիր մոլորակից /աղբյուրը՝ Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences/ Այդպիսի նանոկառուցվածքների օրինակ են քվանտային կետերը, որոնցում չափային քվանտացման երևույթը դիտվում է լավագույնս։ Դրանց հաճախ անվանում են նաև արհեստական ատոմներ։ Այս տարի քիմիայի բնագավառում Նոբելյան մրցանակի արժանացան երեք գիտնականներ՝ Ալեքսեյ Եկիմովը, Լուի Բրյուսը և Մոունգի Բավենդին, որոնք նանոաշխարհը հետազոտող առաջամարտիկներից են։ Հենց նրանց շնորհիվ են առաջին անգամ ստեղծվել ու կատարելագործվել քվանտային կետերը։ Քվանտային կետերն այժմ ունեն բազում կիրառություններ՝ սկսած ֆիզիկայից ու քիմիայից մինչև բժշկություն: Բացահայտում, որ մնաց երկաթե վարագույրի ետևում Տասնամյակներ շարունակ նանոաշխարհում տեղի ունեցող քվանտային երևույթներն ուսումնասիրվում էին տեսական և փորձարարական եղանակներով։ Նոբելյան մրցանակի դափնեկիրներ են դարձել գիտության այս բնագավառում գործունեություն ծավալող տասնյակ գիտնականներ։ Մինչև քվանտային կետերի ստեղծումը արդեն հայտնի էին դրանց արտասովոր հատկությունները հավաստող հիմնավոր տեղեկություններ: Եկիմովն առաջին գիտնականն էր, որին հաջողվեց ստանալ քվանտային կետեր։ Պարզապես մի խնդիր կար․ 1981-ին նա իր հայտնագործությունը հրապարակեց խորհրդային գիտական ամսագրերից մեկում, բայց դժվար թե դա հասանելի լիներ գիտնականներին, որոնք երկաթե վարագույրի մյուս կողմում էին։ Շատ հետաքրքիր է, որ 1983-ին մեկ այլ գիտնական, որին ծանոթ չէր Եկիմովի հայտնագործությունը, նույնպես կարողացավ վերջինիցս անկախ ստանալ քվանտային կետեր։ Խոսքը Լուի Բրյուսի մասին է, որն աշխատում էր ԱՄՆ-ում՝ Բելլի լաբորատորիայում՝ փորձելով կիրառել արևային էներգիան քիմիական ռեակցիաներում: Այդ նպատակով նա օգտագործում էր կադմիումի սուլֆիդի մասնիկներ, որոնք կարողանում են կլանել լույսը և այնուհետև օգտագործել դրա էներգիան՝ ռեակցիաներ առաջացնելու համար: Իր փորձերի ընթացքում Բրյուսը լուծույթում գտնվող մասնիկները հասցնում էր շատ փոքր չափերի, որպեսզի մեծ ազատ տարածք մնար քիմիական ռեակցիաների համար։ Լուի Բրյուսը /աղբյուրը՝ AP Photo/Eduardo Munoz Alvarez/ Այս փոքրիկ մասնիկների հետ աշխատանքի ընթացքում Բրյուսը մի տարօրինակ բան նկատեց. դրանց օպտիկական հատկությունները փոխվեցին այն բանից հետո, երբ նա որոշ ժամանակ թողեց դրանք լաբորատորիայի նստարանին: Բրյուսը մտածեց՝ պատճառը կարող էր լինել այն, որ նանոմասնիկները մեծացել էին։ Իր կասկածները հաստատելու համար Բրյուսը ստացավ կադմիումի սուլֆիդի մասնիկներ, որոնք ընդամենը 4,5 նանոմետր տրամագիծ ունեին: Այնուհետև նա համեմատեց այս նորաստեղծ մասնիկների օպտիկական հատկություններն ավելի մեծ մասնիկների հետ, որոնք ունեին մոտ 12,5 նանոմետր տրամագիծ: Նկատվեց նույն երևույթը, ինչ Եկիմովի փորձի ժամանակ․ որքան փոքր էին մասնիկները, այնքան նրանց կլանած լույսը մոտենում էր կապույտին։ Ո՞րն է գաղտնիքը Իսկ ո՞րն է քվանտային կետերում այսպիսի երևույթի առաջացման պատճառը։ Բանն այն է, որ քվանտային կետերում էլեկտրոնները կարող են գտնվել միայն որոշակի էներգիայի արժեքով մակարդակներում կամ, այսպես կոչված, քվանտացված էներգիական վիճակներում, իսկ այդ մակարդակների միջև տիրույթներն էլեկտրոնների համար արգելված գոտիներ են, որտեղ նրանք չեն կարող գտնվել։ Որպեսզի էլեկտրոնները կարողանան անցնել մի մակարդակից մյուսը՝ շրջանցելով այդ արգելված գոտիները, պետք է ձեռք բերեն կամ կորցնեն ճիշտ այդ արգելված գոտիների լայնության չափով էներգիաներ։ Էլեկտրոնների զբաղեցրած մակարդակների միջև հեռավորությունը՝ արգելված գոտու լայնությունը, քվանտային կետի չափերից կախված, կարող է փոխվել. որքան քվանտային կետը մեծանում է, մակարդակների միջև հեռավորությունը նվազում է, և որքան քվանտային կետը փոքրանում է, այդ հեռավորությունը, հակառակը, աճում է։ Քվանտային այս երևույթն էլ պայմանավորում է միևնույն նյութի՝ տարբեր չափերով նանոմասնիկներում տարբեր գունային երանգների առաջացումը։ Հասկանանք՝ ինչպես։ Այս նկարում երևում է, որ ինչքան մեծ է քվանտային կետը, այնքան փոքր է էլեկտրոնների զբաղեցրած մակարդակների միջև հեռավորությունը /աղբյուրը՝ Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences/ Լույսի յուրաքանչյուր գույն ունի որոշակի ալիքի երկարություն (wavelength), հաճախություն և էներգիա: Ինչքան մեծ է ալիքի երկարությունը, այնքան փոքր են նրա հաճախությունը և էներգիան։ Օրինակ՝ կարմիր լույսն ալիքի ավելի մեծ երկարություն ունի, քան կապույտը։ Երբ լուսային ալիքն ընկնում է համեմատաբար մեծ չափերով նանոմասնիկի վրա, որի էներգիական մակարդակների միջև հեռավորությունը փոքր է, էլեկտրոնները մի մակարդակից մյուսն անցնելու համար կլանում կամ առաքում են ալիքի մեծ երկարությամբ լույս, պարզ ասած՝ լույսի գույնը ավելի մոտենում է կարմիրին։ Փոքր չափերով նանոմասնիկների դեպքում էներգիական մակարդակներն իրարից ավելի հեռու են, և հետևաբար՝ էլեկտրոնները կլանում կամ առաքում են ավելի փոքր ալիքի երկարությամբ լույս, որն արդեն մոտենում է կապույտ գույնին: Նույն երևույթը դուք կնկատեք, եթե համեմատեք մեծ ու փոքր չափեր ունեցող զանգերի ղողանջները․ եթե շարժեք մեծ զանգը, ապա այն կհնչի ցածր հաճախականությամբ (երկար ալիքներով), եթե շարժեք փոքր զանգը, ապա այն կհնչի բարձր հաճախականությամբ (կարճ ալիքներով)։ Գրեթե կատարյալ նանոբյուրեղներ Ժամանակն է, որ խոսենք նաև այն մասին, թե որն է քվանտային կետերի ստեղծման պատմության մեջ Մոունգի Բավենդիի դերը։ Այս գիտնականը կարողացավ հեղափոխել քվանտային կետերի արտադրությունը։ Բավենդին 1988-ին իր հետդոկտորական աշխատանքը սկսեց Լուի Բրյուսի լաբորատորիայում, որտեղ ինտենսիվ աշխատում էին քվանտային կետերի ստեղծման մեթոդների կատարելագործման ուղղությամբ: Օգտագործելով տարբեր լուծիչներ, ջերմաստիճաններ և տեխնիկաներ՝ լաբորատորիայում փորձեր էին իրականացվում կատարյալ կառուցվածքով նանոբյուրեղներ ստանալու համար: Բայց նանոբյուրեղները դեռ բավականաչափ լավը չէին։ Մոունգի Բավենդին /աղբյուրը՝ Jodi Hilton/MIT/ Բավենդին, սակայն, չէր հանձնվում։ 1993-ին՝ Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտում աշխատելու տարիներին, նրա խմբին ի վերջո հաջողվեց ստանալ նանոբյուրեղներ, որոնք գրեթե կատարյալ էին, և որոնցում դիտվում էին հստակ քվանտային երևույթներ։ Քանի որ քվանտային կետերի ստացման տեխնոլոգիան հեշտ էր կիրառել արտադրական նպատակով, այն ունեցավ հեղափոխական նշանակություն. ավելի ու ավելի շատ գիտնականներ սկսեցին աշխատել նանոտեխնոլոգիաներով և ուսումնասիրել քվանտային կետերի եզակի հատկությունները: Քիմիայի բանագավառում այս տարվա Նոբելյան մրցանակի իլյուստրացիան /աղբյուրը՝ Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences/ Քվանտային կետերն այժմ կիրառվում են QLED հեռուստացույցներ պատրաստելիս․ այս հեռուստացույցները քվանտային կետերի շնորհիվ ունեն բարձրորակ ու վառ էկրաններ։ Քվանտային կետերն օգտագործվում են նաև կենսաբժշկական պատկերներ ստանալիս: Հետազոտողներն այժմ ուսումնասիրում են դրանց կիրառություններն այլ ոլորտներում՝ էլեկտրոնիկա, սենսորներ, արևային վահանակներ և այլն։ Օգտագործված աղբյուրներ The Nobel Prize in Chemistry 2023, Popular science background: They added colour to nanotechnology, nobelprize.org; Nobel Prize Honors Inventors of ‘Quantum Dot’ Nanoparticles, quantamagazine.org; What Is a Laser, spaceplace.nasa.gov; What are Quantum Dots, NIBIB gov․ Գլխավոր լուսանկարում՝ Նոբելյան կոմիտեի բեմում ցուցադրված սրվակները, որոնցում դիտվում է չափային քվանտացման երևույթը /աղբյուրը՝ Jonathan Nackstrand/AFP via Getty/ Հեղինակ՝ Աննա ՍահակյանՆյութի պատրաստմանն աջակցել է Նանոգիտության և տեխնոլոգիաների նորարարական կենտրոնի տնօրեն Մկրտիչ Երանոսյանը։

18:42 - 06 հոկտեմբերի, 2023

Տիեզերական գաղափարը միավորում է․ ինչպես Հայաստանում ստեղծվեց «Հայասաթ-1» արբանյակը

Մոտ 3000 երիտասարդ աստղեր միասին կազմում են Բազումք ցրված աստղակույտը։ Գիշերային երկնքում անզեն աչքով էլ կարող եք տեսնել Բազումքը, իսկ ավելի կոնկրետ՝ նրա կենտրոնական մասի պայծառագույն աստղերը։ Բազումքը Հայաստանի երկնքից / լուսանկարը՝ Տիգրան Արզումանյանի / Երեք տարի առաջ, երբ Ավետիք Գրիգորյանը, Հայկ Մարտիրոսյանը, Տիգրան Շահվերդյանը և Վաչիկ Խաչատրյանը որոշեցին Հայաստանում տիեզերական հետազոտությունների լաբորատորիա հիմնել, նրանք ուզում էին այնպիսի անվանում ընտրել իրենց լաբորատորիայի համար, որը կապ կունենա տիեզերքի հետ, կլինի հայկական և կխորհրդանշի բազում անդամներով համատեղ աշխատելու գաղափարը։ Տարբերակները շատ էին, բայց ի վերջո ընտրությունը կանգ առավ «Բազումք»-ի վրա։ Այս ամենի հիմքը դրվել էր դեռ 35 տարի առաջ՝ 1988-ին, երբ մասնագիտությամբ աստղաֆիզիկոս Ավետիք Գրիգորյանը հիմնեց ԱՅԱՍ տիեզերագիտական խմբակն ու սկսեց դպրոցականներին օդագնացություն, ավիացիա, աստղագիտություն և տիեզերագնացություն սովորեցնել։ ԱՅԱՍ տիեզերագիտական խմբակը / լուսանկարը՝ Ավետիք Գրիգորյանի արխիվից / Հայկ Մարտիրոսյանը, Տիգրան Շահվերդյանն ու Վաչիկ Խաչատրյանն էլ ժամանակին ԱՅԱՍ-ի սաներ են եղել։ Տիեզերական խմբակը գործում է մինչև օրս ու շարունակում կրթել աշակերտներին, բայց բացի կրթությունից՝ անհրաժեշտ էր նաև Հայաստանում տիեզերական հետազոտությունների ուղղությունը զարգացնել ու դրան նոր շունչ հաղորդել։ Հենց այդ նպատակով էլ հիմնադրվեց «Բազումք»-ը։ «Կիսատիեզերական» առաքելությունը 2021-ին «Բազումք»-ում, ինչպես իրենք են ասում, երկու «կիսատիեզերական» առաքելություն իրականացրին։ Վաչիկ Խաչատրյանը պատմում է, որ դրամաշնորհ ստացան, իրենք էլ ներդրումներ արեցին ու երկու անգամ իրենց մշակած բարձր մթնոլորտային հարթակը օդապարիկով թռցրին ստրատոսֆերա՝ մինչև 30 կմ բարձրություն (ստրատոսֆերան Երկրի մակերևույթին հարող մթնոլորտային շերտին՝ տրոպոսֆերային հաջորդող շերտն է՝ 18-50 կմ բարձրությունների տիրույթում)։ «Կիսատիեզերական» առաքելությունը / լուսանկարը՝ «Բազումք»-ի / «Ստրատոսֆերային թռիչքներից հետո արդեն հաջորդ լուրջ քայլն արբանյակն էր։ Վաղուց այդ մտքերը եղել են, խմբեր ձևավորվել են, աշխատանքներ արվել են այդ ուղղությամբ, բայց հետո առաջ չի գնացել։ Վերջապես սկսեցինք համագործակցել «Գիտական նորարարության և կրթության կենտրոն» հիմնադրամի հետ, երկուստեք լավ թիմ կազմեցինք ու, միավորելով այդ թիմերը, արբանյակի պրոյեկտը լուրջ հիմքերի վրա դրեցինք: Այս թիմն արդեն պետք է հաջողեր, որովհետև թե՛ ֆինանսական, թե՛ մարդկային ռեսուրսների առումով միավորվեցին ուժերը, ու կարողացանք այդ ամենն իրականություն դարձնել»,- ասում է Վաչիկը։ Տիեզերական գաղափարը միավորում է Մասիս Կումրիգյանը 20 տարի աշխատել է տիեզերական ոլորտում, զբաղվել արբանյակների նախագծման, պատրաստման, փորձարկման աշխատանքներով։ Մասիսը պատմում է՝ երբ երկու տարի առաջ ընտանիքով տեղափոխվեց Հայաստան, ցանկանում էր այստեղ այնպիսի գործունեություն ծավալել, որը կառնչվի իր ոլորտին։ Նա այդ ժամանակ հետքրքրված էր՝ արդյոք Հայաստանում արբանյակներ պատրաստելու կարողություններ կա՞ն, թե՞ ոչ։ Մասիսը Մասիսն արդեն «Գիտական նորարարության և կրթության կենտրոն» հիմնադրամում էր աշխատում, երբ իմացավ «Բազումք»-ի մասին։ Հիմնադրամի հիմքերը դրվել էին դեռ յոթ տարի առաջ։ 2016-ի Ապրիլյան պատերազմից հետո մի խումբ սփյուռքահայ գիտնականների մոտ միտք հղացավ Հայաստանում զարգացնելու օդային ռոբոտաշինությունը։ Մոտ երկու տարվա աշխատանքից հետո՝ 2018-ին, նրանք Հայաստանի ազգային պոլիտեխնիկական համալսարանի հետ համագործակցությամբ ստեղծեցին Օդային ռոբոտաշինության լաբորատորիան։ Արդեն 2020-ի պատերազմից հետո թիմը հասկացավ, որ պետք է աշխատանքներն ավելի ինտեսիվ դարձնել, և 2021-ին ստեղծվեց «Գիտական նորարարության և կրթության կենտրոն»-ը (Center for Scientific Innovation and Education, այսուհետ՝ CSIE)։ CSIE-ն նպատակ ունի Հայաստանում հիմնելու Ավտոմատացման գերազանցության կենտրոն, ինչպես նաև, օգտագործելով գիտնականների միջազգային ցանցը, կառուցելու Հայկական ռոբոտաշինության համաշխարհային կենտրոն։ Հիմնադրամն այժմ իր առջև խնդիր է դրել գիտնականներին և ուսանողներին սովորեցնել, թե ինչպես ձևակերպել առաջադեմ հետազոտական խնդիրներ և ունենալ մրցակցային մտածելակերպ։ «Բազումք»-ի և CSIE-ի թիմերը / լուսանկարը՝ «Բազումք»-ի / 2021-ի ընթացքում CSIE-ն և «Բազումք»-ը քննարկումներ ունեցան ու հանգեցին այն գաղափարին, որ պիտի միասին ստանձնեն Հայաստանում սեփական ուժերով արբանյակ ստեղծելու առաքելությունը։ Հենց այսպես էլ սկսվեց Հայաստանում ստեղծված առաջին արբանյակի՝ «Հայասաթ-1»-ի պատմությունը։ Ինչու են արբանյակները կարևոր Արբանյակն օբյեկտ է, որը պտտվում է ավելի մեծ մարմնի շուրջը։ Երկիր մոլորակն, օրինակ, Արևի արբանյակն է, քանի որ պտտվում է նրա շուրջը, իսկ Լուսինը Երկրի արբանյակն է։ Սրանք բնական արբանյակներ են, բայց լինում են նաև արհեստական արբանյակներ՝ մարդկանց կողմից ստեղծված սարքեր, որոնք բաց են թողնվում տիեզերք ու պտտվում Երկրի կամ տիեզերական այլ մարմնի շուրջը։ 1950-ականներին, երբ ընթանում էր «տիեզերքը նվաճելու համար» մրցավազքը, Խորհրդային Միությունն առաջինն էր, որ 1957-ին տիեզերք ուղարկեց իր արհեստական արբանյակը՝ «Սպուտնիկ-1»-ը։ Շատ չանցած՝ 1958-ին, Միացյալ Նահանգները ևս տիեզերք ուղարկեց իր արբանյակը։ Իսկ արդեն 1959-ին ամերիկյան Explorer 6-ից ստացվեց Երկիր մոլորակի առաջին արբանյակային լուսանկարը։ Արբանյակներն օգտագործվում են ամենատարբեր նպատակներով՝ կապ ապահվելու, Երկրի ջրային, ցամաքային ռեսուրսները վերահսկելու, տիեզերքն ուսումնասիրելու համար և ոչ միայն։ «Այս դարն առանց արբանյակների երևի թե անհնար կլիներ․ նավավարական արբանյակային համակարգերը (GPS), որ մենք ամբողջ օրն օգտագործում ենք տեղից տեղ գնալիս, կապի համակարգերը, Երկրի հեռազննումը, եղանակի տեսությունը՝ դրանք բոլորն արբանյակային տեխնոլոգիաներ են ու գնալով զարգանում են։ Հիմա ոչ թե ստեղծվում են մեկ-երկու արբանյակներ, այլ ստեղծվում են արբանյակների խմբավորումներ, որ անընդհատ կարողանան նույն տարածքը վերահսկել և կապով ապահովել։ Իլոն Մասկը հիմա Starlink-ի (SpaceX ընկերության ստեղծած արբանյակային խմբավորում,- խմբ․) պրոյեկտով ամբողջ աշխարհին ուզում է գլոբալ ինտերնետով ապհովել»,- ասում է Վաչիկը։ Իսկ ինչո՞ւ է Հայաստանի նման երկրին անհրաժեշտ սեփական արբանյակ ունենալ։ Այս հարցին պատասխանելիս Վաչիկը մեջբերում է Մասիսին․ «Հայաստանը բոլոր կողմերից շրջափակված է, վերևը բաց է»։ Վաչիկը «Այն ռեսուրսը, որ մենք ունենք վերևում, պետք է օգտագործել։ Պետք է օգտագործել այն նպատակով, որ մենք ունենանք մեր անվտանգ կապը հետագայում, արագ, ավելի օպերատիվ տվյալներ ստանանք վերևից, մեր ռեսուրսները ճիշտ մոնիտորինգ անենք՝ թե՛ ջրային, թե՛ ցամաքային, գյուղատնտեսական, թե՛ սահմանային մոնիտորինգ անենք՝ ավելի օպերատիվ տվյալներ ունենալու համար»,- ասում է Վաչիկը։ Բայց այս ամենն ունենալու և, առհասարակ, տիեզերական հետազոտությունները Հայաստանում զարգացնելու համար նախևառաջ համագործակցությունների ու փորձի փոխանակման կարիք կա։ «Քանի որ տիեզերքը բարդ ոլորտ է, այդտեղ տեխնոլոգիաներն ահագին զարգացած են, բարդ են, ու ոչ բոլորին է հասանելի այդ գիտելիքը․ դու պետք է այդ ոլորտի մեջ լինես, որոշակի ներուժ դրսևորես, նոր քեզ հետ մարդիկ ուզենան համագործակցել, գիտելիք փոխանցվի այստեղ։ Իսկ այդ գիտելիքը հետագայում ամբողջ ինդուստրիայի վրա է ազդում։ Կապերը, որոնք մենք ունենք արտասահմանում, ունենք հայրենակիցներ, որոնք աշխատում են այդ ոլորտներում և ունեն գիտելիք, եթե մենք նրանց հետ չհամագործակցենք, նրանց գիտելիքը մեզ չի օգնի»,- ասում է Վաչիկը։ Մասիսն էլ փաստում է՝ այս ոլորտում ամենակարևոր բաներից մեկն է համագործակցել նրանց հետ, ովքեր փորձ ունեն․ «Մենք բոլորս գիտենք, որ Իլոն Մասկը SpaceX-ը ստեղծեց և ամեն ինչ փոխեց, բայց ինքն էլ մենակը չէր կարա անել, ինքն էլ արդէն ուրիշի հիմքի վրայ է հիմնվում, ինքը NASA-ի հետ էր համագործում տարիներով, որովհետև 10 տարի առաջ ինքը հրթիռ չէր տեսած, հիմա ամենալավ հրթիռներ է սարքում։ NASA-ի հետ համագործեր էր, հիմք տուին իրեն, դրա վրայ նորարարություն ավելացուց ու համագործակցելով մի լավ բան ստացավ։ Մենք ալ նոյն բանը փորձում ենք անել, այսինքն՝ փորձը բերել, միացնել մարդոց, որ մասնագետներ են, և այդ ամենը միավորելով՝ անենք մի բան, որ Հայաստանի համար լավ արդիւնք բերե»։ Մեկը՝ երկրի վրա, մյուսը՝ տիեզերքում Որևէ արբանյակ ստեղծելուց առաջ պետք է նախ թեստային նմուշ պատրաստել, բոլոր փորձերն ու հաշվարկները դրա վրա իրականացնել, հետո այդ ամենը պրոյեկտել իրական արբանյակի վրա։ Առաջինը երկրային նմուշն է, երկրորդը՝ թռիչքային։ «Երկրային նմուշի վրա մշակվում են ծրագրերը, համակարգերը, այդ բոլորը փորձարկվում է, ինտեգրվում է և միասնական ստուգվում։ Հետո, երբ որ այդ փուլերով ամբողջական անցանք, ֆիքսում ենք, թե վերջնական աշխատող բաները որոնք են, ֆիքսում ենք, որ համակարգը ճիշտ է աշխատում, նոր դրանից հետո իրական թռիչքային նմուշն ենք բացում, տուփերից հանում, սկսում դրա մեջ ներբեռնել այդ ծրագրերը, տալ անհրաժեշտ միացումները։ Ու վերջ, այն դառնում է պատրաստի աշխատող համակարգ։ Աշխատում ենք շատ փորձեր չանել թռիչքային մոդուլի վրա»,- ասում է Վաչիկը։ Ավետիք Գրիգորյանն էլ հավելում է, որ երբ արբանյակն արդեն շահագործելիս լինեն, որևէ խնդիր առաջանա, և իրենք լուծումներ մտածեն, առաջինը փորձարկելու են երկրային նմուշի վրա․ եթե ամեն բան հաջող անցավ, նոր այդ լուծումը կկիրառեն թռչող արբանյակի համար։ «Բազումք» լաբորատորիան / լուսանկարը՝ «Բազումք»-ի / «Բազումք»-ի և CSIE-ի՝ ավելի քան 10 հոգուց կազմված թիմը Զովունիում՝ «Բազումք» լաբորատորիայում, մի տարի աշխատեց երկրային նմուշի վրա, այնուհետև սկսվեցին թռիչքային նմուշի հետ աշխատանքները։ Քանի որ ամեն բան փորձարկված ու հաշվարված էր, թռիչքային նմուշի հավաքումը տևեց մոտ մեկ ամիս։ Թռիչքային նմուշի հետ աշխատանքների համար պահանջվում են հատուկ պայմաններ․ արբանյակը պիտի հավաքվի մաքուր սենյակում։ Մաքուր սենյակը հատուկ լաբորատորիա է, որտեղ փոշու կոնցենտրացիան կառավարելի է, իսկ կառավարելիության աստիճանը կախված է նրանից, թե ինչ դասի մաքուր սենյակի մասին է խոսքը։ Երբ, օրինակ, ասում են 1000 դասի մաքուր սենյակ, նշանակում է, որ այդ սենյակի յուրաքանչյուր 1 ոտնաչափ խորանարդում 0,5 միկրոմետրից մեծ փոշեհատիկների թիվը չպետք է գերազանցի 1000-ը։ «Արբանյակի վրա կան զգայուն սարքեր, արևային վահանակներ, որոնք տիեզերքում պետք է աշխատեն, որ էլեկտրական հոսանք գեներացնեն, և դրանք պետք է մաքուր լինեն՝ փոշեհատիկներից զերծ, որպեսզի անխափան աշխատեն։ Հնարավոր ռիսկերը նվազագույնի հասցնելու համար այդ ամեն ինչն արվում է մաքուր սենյակում»,- ասում է Վաչիկը։ Աշխատանքները մաքուր սենյակում Հենց այդ պատճառով էլ թիմը թռիչքային նմուշի հավաքման աշխատանքներն իրականացրեց Ալիխանյանի անվան ազգային գիտական լաբորատորիայի մաքուր սենյակում։ «Հայասաթ-1»-ի առանձին բաղադրիչները՝ ռադիոկապի և էներգասնուցման համակարգերը, ներքին համակարգիչը, արևային վահանակները, ձեռք էին բերվել արդեն պատրաստի վիճակում։ Այստեղ՝ Հայաստանում, իրականացվեց այդ բոլոր համակարգերի ինտեգրացիան։ Սա մանրակրկիտ ու բարդ աշխատանք է․ պետք է իրականացնել հաշվարկներ, վերլուծություններ, ծրագրավորում, և այդ ամենը պիտի այնքան ճշգրիտ լինի, որ բոլոր համակարգերը միասին անխափան աշխատեն։ Փոքր քայլ՝ մեծ քայլերին ընդառաջ «Հայասաթ-1»-ը CubeSat տեսակի արբանյակ է։ Այս անունը ծագում է անգլերեն cube (խորանարդ) և satellite (արբանյակ) բառերից: CubeSat արբանյակները փոքր չափերի պատճառով երբեմն կոչվում են նանոարբանյակներ։ «Հայասաթ-1»-ը մեկ միավորանոց արբանյակ է, այսինքն՝ խորանարդ է, որի բոլոր կողմերը 10 սանտիմետր են։ Վաչիկն ասում է՝ CubeSat ձևաչափի արբանյակն ամենահարմար տարբերակն էր սկսելու համար։ «Քանի որ այս ոլորտում մենք մեր առաջին քայլերն ենք իրականացնում, պետք է սկսել պարզից․ չի կարելի այդ քայլը բաց թողնել, միանգամից բարդ համակարգերի վրա աշխատել։ Դա կարող է անարդյունավետ լինել, որովհետև դու խնդիրները ռեալ չես պատկերացնում, նաև կարող է բերել ավելի ծախսատարության»,- ասում է նա։ «Հայասաթ-1»-ը / լուսանկարը՝ «Բազումք»-ի / Մասիսն էլ հավելում է, որ այստեղ հարցը ոչ այնքան արբանյակի բարդության աստիճանն է, որքան այն, թե ինչ էր հնարավոր անել եղած ֆինանսական ռեսուրսներով․ «Ամէնահեշտ արբանյակն է, բայց ամէնադժուար քայլն է, հետո արդէն հաջորդը ավելի հեշտ կլինի մեր համար, որովհետև հիմք ունենք»։ «Հայասաթ-1»-ը կոնկրետ նշանակության արբանյակ չէ․ սարքը տեխնոլոգիական դեմոնստրացիա է, և նպատակն է ցույց տալ, որ Հայաստանում կան արբանյակ ստեղծելու հնարավորություններ ու կարողություններ։ Արբանյակի հետ կապը Երբ «Հայասաթ-1»-ն արդեն տիեզերքում լինի, այն յուրքանչյուր մեկուկես ժամվա ընթացքում Երկրի շուրջը մեկ պտույտ է կատարելու։ Արբանյակի հետ կապ հաստատելու համար անհրաժեշտ է ունենալ վերգետնյա կայանք և անտենաների կամ ալեհավաքների միջոցով ինֆորմացիա ստանալ ու անհրաժեշտության դեպքում հրահանգներ հաղորդել դրան։ «Պիտի հասցնես իր հետ կապ հաստատել, տվյալներ վերցնել, հրամաններ տալ, իմանալ տվյալներ իր «առողջական» վիճակի մասին, սենսորների գրանցումներով պարզել, թե որ համակարգն ինչ վիճակում է»,- ասում է Վաչիկը։ Այս նախագծի շրջանակում Զովունիում՝ «Բազումք» լաբորատորիայի տարածքում, վերգետնյա կայանք է կառուցվել, որի միջոցով ապահովվելու է կապն արբանյակի հետ։ Իհարկե, բացի «Հայասաթ-1»-ի մասին գաղտնագրված տվյալներից, որոնք հասանելի են լինելու միայն թիմին, կան տվյալներ, որոնք հասանելի են լինելու բոլորին։ Զովունու վերգետնյա կայանքը / լուսանկարը՝ «Բազումք»-ի / «Ցանկացած մարդ, որ կարող է օգտվել սիրողական տիրույթի ռադիոալիքներից, կարող է այդ տվյալներն ընդունել ու տեսնել, թե իրավիճակն ինչպես է։ Մենք էլ, օրինակ, մեր վերգետնյա կայանքով կարողանում ենք ուրիշ արբանյակից տվյալ ստանալ»,- ասում է Վաչիկը։ Մասիսն էլ հավելում է՝ երբ արբանյակը տեղ հասնի, ստուգեն ու տեսնեն, որ ամեն բան կարգին է, կասեն այն հաճախականությունը, որով կարելի է ստանալ արբանյակի մասին բաց տվյալները։ Բացի «Հայասաթ-1»-ի հետ աշխատանքներից՝ Զովունու վերգետնյա կայանքը հետագայում օգտագործվելու է նաև տարբեր համագործակցությունների ժամանակ։ Այս պահին, օրինակ, Ֆրանսիական Վերսալի համալսարանի հետ քննարկումներ են ընթանում, և հնարավոր է՝ հետագայում Զովունու կայանքի միջոցով նրանց արբանյակից տվյալներ ընդունվեն ու փոխանցվեն նրանց։ Օգտակար բեռը Օգտակար բեռ (անգլերեն՝ payload) հասկացությունն ի սկզբանե օգտագործվում էր նավագնացության մեջ․ այսպես էին կոչվում այն բեռները, որոնք եկամուտ էին բերում նավերին։ Տիեզերական ոլորտում օգտակար բեռ են համարվում այն սարքերը, որոնք տարբեր առաքելությունների ժամանակ տիեզերական սարքի աշխատանքի և նրա ստացած տվյալների մասին տեղեկություններ են ուղարկում Երկիր։ «Բազումք»-ն ու CSIE-ն որոշեցին իրենց նախագծի շրջանակում պատրաստել ու «Հայասաթ-1»-ի հետ տիեզերք ուղարկել նաև օգտակար բեռ։ «Օգտակար բեռը ներառում է արբանյակի կողմնորոշման փոփոխություները չափող սարք, իսկ համադրելով նրա և որոշ այլ տվիչների ցուցմունքները՝ նաև թույլ է տալիս մոտավոր որոշել հենց կողմնորոշումը տարածության մեջ։ Մենք արբանյակի ուղեծիրը չենք կարողանում փոխել, շարժիչ չունի, բայց թե տիեզերքում ինչ կողմնորոշում ունի, կարելի է պատկերացնել այդ սարքի օգնությամբ»,- ասում է Վաչիկը։ Մասիսը կարևորում է այն հանգամանքը, որ սարքի ստեղծումը՝ նախագծումից մինչև հավաքում ու փորձարկում, ամբողջությամբ իրականացվել է Հայաստանում։ Ավետիք Գրիգորյանը Ավետիք Գրիգորյանն էլ ասում է՝ շատ կարևոր է, թե ինչպես կաշխատի սարքը տիեզերքի ծանր պայմաններում և արդյոք ճիշտ չափումներ կանի՞․ «Իր արդյունքները համեմատելու ենք արբանյակի ստանդարտ մասում եղած նմանատիպ սարքի ցուցմունքների հետ, համոզվենք՝ ինքն իրեն արդարացրե՞ց տիեզերքում, որովհետև անմիջապես տիեզերքում ուղեծրային թռիչքի ռեժիմում փորձարկված չէ։ Հենց որ փորձարկվեց ու լավ դրսևորեց իրեն, դառնում է թանկարժեք սարք»։ Տիեզերքում ռիսկերը տիեզերական մասշտաբներ ունեն «Հայասաթ-1»-ն արդեն պատրաստ է, իսկ «Բազումք»-ը Բարձր տեխնոլոգիական արդյունաբերության նախարարությունից տիեզերական գործունեություն իրականացնելու լիցենզիա է ստացել։ Այժմ արբանյակը պիտի ուղարկվի Նիդերլանդներ, անհրաժեշտ ստուգումներ անցնի, դրանից հետո էլ ուղևորվի SpaceX ընկերություն, որի Falcon 9 տանող հրթիռի հետ նոյեմբերին կթռչի տիեզերք։ Սև արկղում արդեն պատրաստի «Հայասաթ-1»-ը սպասում է Նիդերլանդներ ուղևորությանը Երբ «Հայասաթ-1»-ն արդեն տիեզերքում լինի, «Բազումք»-ի ու CSIE-ի համար կսկսվի ամենդժվար ու պատասխանատու փուլերից մեկը։ Տիեզերքում ամենատարբեր խնդիրներ կարող են առաջանալ, իսկ արբանյակը իջեցնել, խնդիրները կարգավորել ու հետ ուղարկել հնարավոր չէ։ Բացի այդ՝ «Հայասաթ-1»-ը ոչ միշտ է լինելու թիմի վերահսկողության տակ, այլ միայն այն ժամանակ, երբ անցնի վերերկրյա կայանքի վերևով, հետևաբար պետք է հասցնել հրահանգներն ուղարկել ճիշտ ժամանակին և ստանալ սպասվող տվյալները։ Վերջին աշխատանքները «Հայասաթ-1»-ի հետ «Եթե հանկարծ լուրջ բան պատահի իր վրայ, եթե տեսնենք մի բանըմ վատառողջ է, ի՞նչ ենք անելու։ Այդ ամեն բաները պէտք է շատ զգոյշ պլանավորուի: Շատ սցենարներ կան տիեզերքում, որ պէտք է մտածել»,- ասում է Մասիսը։ Նրա խոսքով «Հայասաթ-1»-ից տվյալներ կվերցնեն ու այդ տվյալների հետ կաշխատեն 3-6 ամիս։ Դրանից հետո կհասկանան՝ իմաստ ունի՞ շարունակել շահագործումը, թե՞ պետք է անջատել, քանի որ հետագա շահագործումն ավելորդ ծախս է։ Կարևորն այն է, որ արբանյակը բարեհաջող տեղ հասնի ու տիեզերական խիստ պայմաններում իրեն լավ դրսևորի։ Տիեզերական առաքելությանը կարող են մասնակցել բոլորը «Հայասաթ-1»-ի, կապի վերգետնյա կայանքի և օգտակար բեռի պատրաստման աշխատանքներն իրականացվել են բացառապես «Բազումք»-ի և CSIE-ի դրամական միջոցներով։ Երկուսն էլ հիմնադրամի կարգավիճակ ունեն, և նրանց միջոցները գոյանում են մասնավոր նվիրատվություններից։ Բայց առջևում դեռ շատ ծախսեր կան․ թռիչքից առաջ արբանյակը պիտի փորձարկում անցնի Նիդերլանդներում, այդ ընթացքում Հայաստանում պիտի շարունակվեն երկրային նմուշի հետ աշխատանքները, արբանյակի արձակման համար էլ միջոցներ են անհրաժեշտ։ Թիմը reArmenia հարթակում դրամահավաք է սկսել, որի միջոցով և՛ հանրությանն իրազեկելու է նախագծի մասին, և՛ միջոցներ է հայթայթելու հետագա աշխատանքների համար։ Վաչիկը մաքուր սենյակում «Թռիչքը անկախ Հայաստանի համար պատմական իրադարձություն է։ Մենք շատ ենք ուզում, որ այդ իրադարձությանը մաս կազմեն սովորական մարդիկ, կարողանան մասնակցել ընկերություններ, անհատներ ու իրենց լուման ունենան նախագծի հաջողության մեջ, ավելի ոգևորվեն, տարածեն, ու ավելի կարևորությունը ընդգծվի»,- ասում է Վաչիկը։ Ավետիք Գրիգորյանն էլ հավելում է․ «Երբ հանրությունը չի հավատում կամ թերագնահատում է, ասում է՝ խաղալիք է, իսկ հետո երբ տեսնում է, որ, այո՛, կարողանում են մերոնք դա անել, և ինքն էլ մասնակցում է, ասում է՝ տես, ես էլ մասնակցեցի, ու դրա շնորհիվ իրականություն դարձավ, իր մոտ էլ է հավատ առաջանում նաև ի՛ր ուժերի, ի՛ր մասնակցության նշանակության հանդեպ։ Հանրային ոգեշնչումը դրամահավաքի առաջին նպատակն է, ոչ թե երկրորդ, երրորդ»։ Մասիսն ասում է՝ աշխարհում այսպիսի նախագծերն իրականացնում են կա՛մ կառավարությունները, կա՛մ մասնավոր ներդրողները։ Իրենք չսպասեցին ո՛չ մեկին, ո՛չ էլ մյուսին․ «Ռիսկը մենք վերցուցինք, բոլորովին ռիսկը մեր վրայ է, որ էսի անենք, աշխատցնենք, ցոյց տանք, որ Հայաստանում կարելի է էս տեսակի համակարգեր ստեղծել։ Կինո չէ, իրականում կարելի է։ Ու մյուսները որ տեսան՝ ռիսկը վերցուցինք ու մի տեղ հասանք, արդէն սկսեն աջակցել, ու էսի դառնա Հայաստանի համար լուրջ ոլորտ»։ / Լուսանկարը՝ «Բազումք»-ի / Նախագիծն իրականացնելու ընթացքում Հայաստանի և՛ գիտական, և՛ տեխնոլոգիական համայնքն, ինչով կարողացել է, օգնել է թիմին, խորհուրդներ տվել, որ ամեն բան հաջող ընթանա։ Այժմ «Բազումք»-ի ու CSIE-ի սկսած առաքելությանը կարող են մաս դառնալ բոլորը։ Իսկ այս ամենի արդյունքում մենք նոյեմբերին ականատես կդառնանք, թե ինչպես Հայաստանում ստեղծված առաջին արբանյակը՝ «Հայասաթ-1»-ը, հասավ տիեզերք։ Հեղինակ՝ Աննա ՍահակյանԼուսանկարները՝ Ջուլիետտա Հովհաննիսյանի

20:28 - 10 սեպտեմբերի, 2023