2019 жылдың 13 шілдесінде Байқоңыр ғарыш айлағынан ұлттық космонавтика үшін маңызды ұшырылым болды. «Spektr-RG» бірегей орбиталық обсерваториясы ғарыштың шексіз кеңістігін жыртуға аттанды, оның ұшуы бес күнге жуық уақытқа созылды. Бірегей телескопты ғарышқа ресейлік ауыр зымыран тасығыш «Протон-М» ДМ-03 жоғарғы сатысымен ұшырды. Іске қосылғаннан кейін екі сағаттан кейін Spektor-RG орбиталық обсерваториясы жоғарғы сатыдан сәтті бөлінді. Болжам бойынша, жаңа рентген телескопы шамамен 100 күндік ұшудан кейін L2 Лагранж нүктесіне жақын орналасады, содан кейін ол Ғаламды бақылай бастайды.
Айта кету керек, «Spectrum-RG» қазірдің өзінде «Спектр» сериясының екінші ғылыми аппараты болып табылады. Бірінші ресейлік ғарыш кемесі Spektr-R (Radioastron) 2011 жылдың 18 шілдесінде орбитаға сәтті шығарылды, оның өмірлік циклі 2019 жылдың қаңтарында аяқталды. Спектр сериясындағы үшінші және төртінші ғарыш кемесі әзірленуде. Бұл Роскосмос басқа мемлекеттермен тығыз ынтымақтастықта жасап шығаратын Spektr-UF (Ultraviolet) және Spektr-M (Millimetron) жаңа ғарыштық телескоптары. Бұл екі телескопты ұшыру 2025 жылдан ерте болмайды, ал халықаралық ғылыми қоғамдастық оларға үлкен үміт артады, өйткені екі жоба да ғарышты зерттеуге жаңа мүмкіндіктер ашады. Құрылғылар астрофизика мен космологиядағы көптеген сұрақтарға жауап береді деп күтілуде.
«Spectrum-RG» жобасы
Идеядан жобаны жүзеге асыруға 30 жылдан астам уақыт өтті. Ғылыми ғарыш кемесінің жаңа концепциясы 1987 жылы әзірленді. Астрофизикалық обсерватория құру үшін Кеңес Одағы, Шығыс Германия, Финляндия, Италия мен Ұлыбритания өкілдері бірігіп жұмыс жасады. Құрылғының дизайны 1988 жылы басталды. Бұл процесс Лавочкин ғылыми -өндірістік бірлестігінің инженерлеріне жүктелді, ал жоба бойынша жұмысты үйлестіруге КСРО ҒА Ғарыштық зерттеулер институты тартылды.
КСРО-ның кейіннен ыдырауы, 1980-ші жылдардың аяғы мен 90-шы жылдардың басындағы өндірістік-экономикалық проблемалар, жұмыстың созылмалы қаржыландырылмауы Спектр-РГ обсерваториясын дайындауды айтарлықтай кешіктірді. Жоба кейінге қалдырылды, қаржыландыру пайда болған кезде жаңа қиындықтар пайда болды. Осы уақыт ішінде құрылғы жабдығының толтырылуы мен құрамы бірнеше рет толығымен жаңартылды, технологиялар, сіз білетіндей, бір орында тұрмайды. Жобаға қатысушылардың құрамы да өзгерді, соңында Ресейден басқа Германия да жобада қалды. Роскосмос ұсынатын Федералды ғарыш агенттігі мен Германияның аэроғарыштық орталығы (DLR) арасындағы келісімге 2009 жылы MAKS-2009 халықаралық авиация және ғарыш салоны аясында қол қойылды. Аппарат шешетін ғылыми міндеттердің құрамы да өзгерді, өйткені олардың кейбіреулері зерттеушілерді қызықтырмайтын болды. Нәтижесінде ғарыш кемесінің ғарышқа ұшырылу түріндегі соңғы көрінісі бірнеше жыл бұрын ғана қалыптасты, ал оны үйлестіру процесі де біраз уақытты алды. Сонымен бірге біздің неміс серіктестеріміз де құрылғыны өндіру процесінде қиындықтарға тап болды.
Аяқталған түрінде жаңа спектр-RG («Спектр-Ренгтен-Гамма») орбиталық астрофизикалық обсерваториясы спектрдің рентген диапазонында Әлемнің толық картасын құрастыруға арналған. Айта кету керек, бұл Ресей тарихындағы (кеңестік кезеңді ескере отырып) қиғаш түсу оптикасымен жабдықталған бірінші телескоп. Кем дегенде алдағы бес жылда Spektr-RG обсерваториясы әлемдегі жалғыз рентген астрономия жобасына айналады. Роскосмоста атап өткендей, қазіргі заманғы орбиталық «Спектр-РГ» обсерваториясының бүкіл аспанды зерттеуі 55 жыл бұрын белсенді дами бастаған рентген астрономиясының жаңа қадамы болмақ.
Spektr-RG жобасындағы рөлдер келесідей бөлінеді. Спутник (Navigator платформасы)-бұл ресейлік қондырғы, Байқоңырдан ұшыру-ресейлік (Протон-М зымыраны), негізгі телескоп-немістің eROSITA, қосымша, ілеспе-ресейлік ART-XC. Рентген оптикасының қиғаш түсу принципі бойынша жұмыс істейтін екі айна телескопы-бұл бір-бірін толықтыруға арналған, обсерваторияға жұлдызды аспанды рекордтық сезімталдықпен толық қарау мүмкіндігін қамтамасыз ететін бірегей әзірлемелер.
«Спектр-РГ» орбиталық обсерваториясы
13 шілдеде ұшырылған бірегей рентген телескопы бірнеше негізгі блоктардан тұрады. Spektr-RG орбиталық обсерваториясы сервистік жүйелердің негізгі модулін қамтиды, оны әзірлеуге ресейлік НПО инженерлері жауапты болды. Лавочкин. Бұл модульді олар көптеген ғарыштық бағдарламаларда өзін сәтті көрсеткен «Навигатор» көпмақсатты сервистік модулінің негізінде әзірледі. Негізгі модульден басқа, орбиталық обсерватория ғылыми жабдықтар кешенін қамтиды, кешеннің негізі екі рентген телескоптан тұрады. Роскосмос компаниясының ресми сайтында хабарланғандай, отынмен жұмыс істейтін Spektr-RG ғарыш кемесінің жалпы массасы 2712,5 кг, пайдалы жүктемесі 1210 кг, обсерваторияның электр қуаты 1805 Вт, деректерді беру жылдамдығы (ғылыми ақпарат) 512 құрайды. Кбит / с, белсенді ғылыми жұмыс кезеңі - 6, 5 жыл.
Қазір L2 Лагранж нүктесіне баратын орбиталық обсерваторияның негізгі жабдықтары-Германия мен Ресей дизайнерлері жасаған бірегей рентгендік айна телескоптары. Екі телескоп та рентгендік оптика қиғаш түсу принципі бойынша жұмыс істейді. Роскосмоста айтылғандай, рентгендік фотондардың энергиясы өте жоғары. Айырмалы беттен секіру үшін фотондар оны өте кішкентай бұрышпен соғуы керек. Осы себепті Spektr-RG орбитальды обсерваториясының телескоптарында қолданылатын рентгендік айналар арнайы ұзартылған түрде жасалады, ал тіркелген фотондардың санын көбейту үшін айналар бір-біріне енгізіледі, нәтижесінде жүйеден тұрады. бірнеше снарядтар. Германия мен Ресей рентген телескоптары рентген детекторлары бар жеті модульден тұрады деп хабарланды.
ART-XC белгісін алған ресейлік рентген телескопын жасау мен өндіру үшін Саров қаласында орналасқан Ресей Федералды ядролық орталығымен тығыз байланыста жұмыс жасаған Ресей Ғылым академиясының Ғарыштық зерттеулер институтының инженерлері, жауапты болды. Ресейлік ғалымдар жасаған ART-XC рентген телескопы eROSITA неміс құрастыру телескопының мүмкіндіктері мен жұмыс диапазонын жоғары энергияға қарай (30 кэВ дейін) кеңейтеді. Spektr-RG ғарыш кемесінің бортында орнатылған екі рентген телескопының энергия диапазоны бір-бірімен сәйкес келеді, бұл ғылыми жабдықтардың зерттеу нәтижелерінің сенімділігін жоғарылату және орбитада аппаратураны калибрлеуді орындау тұрғысынан артықшылық береді.
Макс Планк атындағы Жерден тыс физика институтының инженерлері eROSITA деп аталатын неміс рентген телескопын жасау мен өндіруге жауапты болды. Роскосмостың ресми сайтында айтылғандай, Германияда жасалған ғылыми қондырғы тарихта бірінші рет 0,5 -тен 10 кВ дейінгі энергия диапазонындағы жұлдызды аспанды зерттеуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, мамандар Германияда шығарылатын телескоптың «үлкен көзді» екенін, оның толық көру өрісі мен бұрыштық ажыратымдылығы ресейлік ART-XC телескопына қарағанда жоғары екенін атап көрсетеді. Сонымен қатар, eROSITA энергия диапазоны бойынша ресейлік телескоптан төмен. Сондықтан Spektr-RG ғарыш кемесінің бортындағы екі рентген телескопы бір-бірін толықтырады және әр түрлі мәселелерді шешуге жауап береді.
Ұшу бағдарламасы және ғылыми маңызы
Ғылыми зерттеу бағдарламасы жаңа Spektr-RG ғарыш аппараты 6, 5 жыл бойы әр түрлі астрофизикалық бақылаулар үшін пайдаланылады деп болжайды және ғалымдарға астрофизика мен космология саласындағы көптеген сұрақтарға жауап беруге көмектеседі. Төрт жыл бойы обсерватория жұлдызды аспанды сканерлеу режимінде жұмыс істейді, қалған 2,5 жыл - әлемдік ғылыми қоғамдастықтан түскен өтінімдер негізінде үш ғарышты тұрақтандыру режимінде түрлі ғарыш объектілерін нүктелік бақылау режимінде жұмыс істейді. Ғалымдардың қызығушылығын тудыратын жеке ғарыш объектілерін де, аспан сферасының таңдалған аудандарын да байқау жоспарлануда. Ресейлік рентген телескопының арқасында 30 кВ-қа дейінгі қатты энергиялы рентген диапазонында. Тағы 100 күн (шамамен үш ай) Жерден L2 Лагранж нүктесіне ғарыштық телескоптық ұшуды және аспан денелерінің алғашқы сынақ бақылауларын алады.
Ғарыш аппараты L2 нүктесінен Жерден шамамен 1,5 миллион шақырым қашықтықта орбитаға кездейсоқ шығарылмайды. Бұл нүкте бүкіл аспанды зерттеу үшін ең қолайлы деп саналады. Сарапшылар атап өткендей, өз осінің айналасында (шамамен Күнге бағытталған) ғарыштық обсерватория алты ай ішінде аспан сферасын толық зерттей алады, ал Күн өз көзқарасында болмайды.. Ғылыми аппарат төрт жыл ішінде бір мезгілде бүкіл аспанды 8 рет зерттеуге қабілетті болады, бұл ғалымдарға көптеген жаңа астрофизикалық ақпарат алуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, түзету маневрлерінің арқасында ғарыш кемесін орбитада берілген нүктеде ұстаудан тұратын өте күрделі мәселені шешу қажет болады.
ART-XC ресейлік телескопының барлық деректері толығымен Ресейге тиесілі болатыны белгілі, ал eROSITA телескопынан алынған мәліметтер Ресей мен Германия арасында екіге бөлінеді. Қанша күлкілі болса да, аспанды екіге бөлуге шешім қабылданды. Телескоп Ғаламды сканерлейтін 4 жылдық зерттеуде аспанның жартысы туралы барлық мәліметтер Ресейге, ал аспанның екінші жартысында - Германияға тиесілі болады. Болашақта елдердің өздері алынған деректерді қалай жою керектігін, ақпаратты басқа елдермен қалай және қандай дәрежеде бөлісуді өздері шешеді.
Spektr-RG аппаратының негізгі миссиясы-белсенді галактикалардың ядролары мен галактикалардың үлкен кластерлері бар рентген спектрінде Әлемнің егжей-тегжейлі «картасын» құрастыру. Ғалымдар обсерваторияның 6,5 жылдық белсенді ғылыми жұмысында адамзатқа тәжі бар жүздеген мың жұлдыздарды, он мыңдаған жұлдызды галактикаларды және үш миллионға жуық супер массивті қара тесіктерді ашуға көмектеседі деп үміттенеді. Ғалам туралы білімімізді айтарлықтай кеңейтетін басқа да көптеген объектілер оның эволюция процестерін жақсы түсінуге көмектеседі. Сондай -ақ, жаңа ғарыш кемесі жұлдызаралық ыстық плазманың қасиеттерін зерттеуге көмектеседі деп күтілуде. Обсерваторияның жұмысы барлық халықаралық ғылымның үлкен қызығушылығын тудырады. Шын мәнінде, жаңа ғарыш аппараты ғылымға белгілі барлық астрономиялық объектілер туралы мәліметтерді алуға мүмкіндік береді.
Ғалымдар әлі ала алмаған біздің ғаламның ауқымды картасы уақыт бойынша саяхатқа ұқсас, бұл көптеген сұрақтарға жауап беруге көмектеседі. Spectr-RG телескопы адамзатқа жауап беруге көмектесетін маңызды сұрақтардың бірі-біздің Ғаламның бүкіл тіршілігі кезінде галактика кластерлерінің эволюциясы қалай өтті деген сұрақ.
