На 13 юли 2019 г. се състоя забележително изстрелване за националната космонавтика от космодрома Байконур. Уникалната орбитална обсерватория „Спектр-РГ“тръгна да оре безкрайните пространства на космоса, нейният полет продължава почти пет дни. Уникалният телескоп е изстрелян в космоса от руската ракета-носител "Протон-М" с горната степен DM-03. Два часа след изстрелването орбиталната обсерватория Spektor-RG успешно се отдели от горния етап. Очаква се новият рентгенов телескоп да заема околностите на точката L2 Lagrange след около 100 дни полет, след което ще може да започне да наблюдава Вселената.
Трябва да се отбележи, че "Spectrum-RG" вече е вторият научен апарат от поредицата "Spectrum". Първият руски космически кораб Spektr-R (Radioastron) беше успешно изведен на орбита на 18 юли 2011 г., жизненият му цикъл приключи през януари 2019 г. Третият и четвъртият космически кораб от серията Spectrum в момента се разработват. Това са новите космически телескопи Spektr-UF (Ultraviolet) и Spektr-M (Millimetron), които се разработват от Роскосмос в тясно сътрудничество с други държави. Изстрелването на тези два телескопа ще се случи не по -рано от 2025 г., докато международната научна общност възлага големи надежди на тях, тъй като и двата проекта са уникални и отварят нови възможности за изучаване на космоса. Очаква се устройствата да отговорят на много въпроси в астрофизиката и космологията.
Проект "Спектър-RG"
Повече от 30 години са минали от идеята до изпълнението на проекта. Концепцията за нов научен космически кораб е разработена през 1987 г. Представители на Съветския съюз, Източна Германия, Финландия, Италия и Великобритания работиха заедно, за да създадат астрофизична обсерватория. Дизайнът на устройството е започнат през 1988 г. Този процес е поверен на инженерите на Научно -производствената асоциация Лавочкин, а Институтът за космически изследвания на Академията на науките на СССР участва в координирането на работата по проекта.
Последвалото разпадане на СССР, индустриалните и икономически проблеми в края на 80-те и началото на 90-те години и хроничното недофинансиране на работата сериозно забавиха подготовката на обсерваторията Спектр-РГ. Проектът се забави, когато се появи финансиране, се появиха нови трудности. През това време пълненето и съставът на оборудването на устройството са били напълно актуализирани няколко пъти, технологиите, както знаете, не стоят на едно място. Съставът на участниците в проекта също се промени, в крайна сметка освен Русия, в проекта остана и Германия. Споразумението между Федералната космическа агенция, представлявана от Роскосмос, и Германския космически център (DLR) е подписано през 2009 г. като част от Международния авиационен и космически салон MAKS-2009. Съставът на научните задачи, решавани от апарата, също се променя, тъй като някои от тях вече не представляват интерес за изследователите. В резултат на това окончателният вид на космическия кораб във вида, в който е изстрелян в космоса, се формира само преди няколко години, а процесът на неговото координиране също отне известно време. В същото време нашите германски партньори също се сблъскаха с трудности в производствения процес на устройството.
В завършен вид новата орбитална астрофизична обсерватория „Спектър-RG“(„Спектър-Ренгтен-Гама“) има за цел да състави пълна карта на Вселената в рентгеновия диапазон на спектъра. Трябва да се отбележи, че това е първият телескоп в руската история (като се вземе предвид съветския период), оборудван с оптика за коса инцидент. Поне през следващите пет години обсерваторията Spektr-RG ще се превърне в единствения рентгенов астрономически проект в света. Както бе отбелязано в Роскосмос, изследването на цялото небе от съвременната орбитална обсерватория „Спектр-РГ“ще бъде нова стъпка в рентгеновата астрономия, която започна активно да се развива преди 55 години.
Ролите в проекта Spektr-RG са разпределени, както следва. Сателитът (платформа Navigator) е руска разработка, изстрелването от Байконур е руско (ракета Proton-M), основният телескоп е немският eROSITA, допълнителният, придружаващ е руският ART-XC. И двата огледални телескопа, работещи на принципа на рентгенова оптика с наклонена честота, са уникални разработки, които са проектирани да се допълват взаимно, осигурявайки на обсерваторията възможността за пълен изглед на звездното небе с рекордна чувствителност, която никога преди не е била използвана.
Орбитална обсерватория "Спектр-РГ"
Уникалният рентгенов телескоп, стартиран на 13 юли, се състои от няколко основни блока. Орбиталната обсерватория Спектр-РГ включва основен модул от сервизни системи, чието разработване е отговорност на инженерите на руското НПО. Лавочкин. Този модул е разработен от тях на базата на многофункционалния сервизен модул "Навигатор", който вече се е показал успешно в редица космически програми. В допълнение към основния модул, орбиталната обсерватория включва комплекс от научно оборудване, основата на комплекса се състои от два рентгенови телескопа. Според официалния уебсайт на компанията Роскосмос, общата маса на захранвания космически кораб Spektr-RG е 2712,5 кг, полезният товар е 1210 кг, електрическата мощност на обсерваторията е 1805 W, скоростта на пренос на данни (научна информация) е 512 Kbit / s, период на активна научна работа - 6, 5 години.
Основното оборудване на орбиталната обсерватория, която сега си проправя път към точката L2 Lagrange, са уникални рентгенови огледални телескопи, създадени от дизайнери от Германия и Русия. И двата телескопа работят на принципа на рентгенова оптика с наклонена честота. Както е отбелязано в Роскосмос, рентгеновите фотони имат много висока енергия. За да отскочат от огледална повърхност, фотоните трябва да я ударят под много малък ъгъл. Поради тази причина рентгеновите огледала, използвани в телескопите на орбиталната обсерватория Spektr-RG, са специално направени удължени и за да се увеличи броят на регистрираните фотони, огледалата се вмъкват едно в друго, което води до система, състояща се от няколко черупки. Съобщава се, че германските и руските рентгенови телескопи се състоят от седем модула с детектори за рентгенови лъчи.
За създаването и производството на руския рентгенов телескоп, получил наименованието ART-XC, инженерите от Института за космически изследвания на РАН, работещи в тясно сътрудничество с Руския федерален ядрен център, разположен в Саров, бяха отговорни. Рентгеновият телескоп ART-XC, създаден от руски учени, разширява възможностите и обхвата на работната енергия на германския монтажен телескоп eROSITA към по-високи енергии (до 30 keV). Енергийните диапазони на двата рентгенови телескопа, инсталирани на борда на космическия кораб Spektr-RG, се припокриват, което предоставя на научното оборудване предимство по отношение на повишаване на надеждността на резултатите от изследванията и извършване на калибриране на оборудване в орбита.
Инженерите от Института за извънземна физика „Макс Планк“са отговорни за създаването и производството на немския рентгенов телескоп, наречен eROSITA. Както е отбелязано на официалния уебсайт на Роскосмос, научно устройство, създадено в Германия, ще позволи за първи път в историята да изследва цялото звездно небе в енергийния диапазон от 0,5 до 10 keV. В същото време експертите отбелязват, че телескопът, произведен в Германия, е по-скоро „с големи очи“, пълното му зрително поле и ъгловата разделителна способност са по-високи от тези на руския телескоп ART-XC. В същото време eROSITA отстъпва на руския телескоп по отношение на енергийния диапазон. Ето защо двата рентгенови телескопа на борда на космическия кораб Spektr-RG се допълват и отговарят за решаването на различни проблеми.
Летна програма и научно значение
Програмата за научни изследвания предполага, че новият космически кораб Spektr-RG ще се използва за различни астрофизични наблюдения в продължение на 6, 5 години и ще помогне на учените да отговорят на много въпроси от областта на астрофизиката и космологията. В продължение на четири години обсерваторията ще работи в режим на сканиране на звездното небе, останалите 2,5 години - в режим на точково наблюдение на различни космически обекти в режим на триосна стабилизация въз основа на заявления, получени от световната научна общност. Планирано е да се наблюдават както отделни космически обекти, представляващи интерес за учените, така и избрани области от небесната сфера. Включително в рентгеновия диапазон с твърда енергия до 30 keV, благодарение на руския рентгенов телескоп. Още 100 дни (около три месеца) ще отнеме полета на космическия телескоп от Земята до точката L2 Лагранж и първите тестови наблюдения на небесните тела.
Космическият кораб не е случайно изведен на орбита в точката L2 на разстояние около 1,5 милиона километра от Земята. Тази точка се счита за най -подходяща за изследване на цялото небе. Както отбелязват експертите, въртейки се около оста си (приблизително съответства на посоката към Слънцето), космическата обсерватория ще може да извърши цялостно изследване на небесната сфера след шест месеца, докато Слънцето няма да бъде в полезрението му. За четири години работа научният апарат ще може да извърши 8 проучвания на цялото небе едновременно, което ще позволи на учените да получат много нова астрофизична информация. В същото време, поради коригиращи маневри, ще е необходимо да се реши доста сложен проблем, който се състои в поддържане на космическия кораб в орбита в дадена точка.
Известно е, че всички данни от руския телескоп ART-XC ще принадлежат изцяло на Русия, а данните от телескопа eROSITA са разделени наполовина между Русия и Германия. Колкото и смешно да звучи, беше решено небето да се раздели на две части. Всички данни за едната половина на небето за 4 години изследвания, когато телескопът ще сканира Вселената, ще принадлежат на Русия, а на другата половина на небето - на Германия. В бъдеще страните сами ще решат помежду си как да се разпореждат с получените данни, как да споделят информация с други държави и до каква степен.
Основната мисия на апарата Spektr-RG е да състави подробна "карта" на Вселената в рентгеновия спектър с ядрата на активни галактики и големи купове галактики. Учените се надяват, че за 6, 5 години активна научна работа на обсерваторията, това ще помогне на човечеството да открие стотици хиляди звезди с активна корона, десетки хиляди звездообразуващи галактики и около три милиона свръхмасивни черни дупки, както и огромен брой други обекти, значително разширяващи познанията ни за Вселената, ще помогнат за по -доброто разбиране на процесите на нейната еволюция. Очаква се също, че новият космически кораб ще помогне при изследването на свойствата на горещата междузвездна плазма. Работата на обсерваторията представлява голям интерес за цялата международна наука. Всъщност новият космически кораб дава възможност да се получат данни за всички известни на науката астрономически обекти.
Мащабна карта на нашата вселена, която учените все още не са имали, е подобна на пътуването във времето, което ще помогне да се отговори на голям брой въпроси. Един от най-важните въпроси, на които телескопът Spectr-RG ще помогне на човечеството да отговори, е въпросът как еволюцията на галактическите струпвания се е състояла през цялото съществуване на нашата Вселена.
