«Аппарат чувствует себя превосходно»: главный конструктор проекта «Спектр-РГ» — о работе космической обсерватории
Главный конструктор проекта «Спектр-РГ» — о работе космической обсерватории
- Аппарат «Спектр-РГ» с телескопами ART-XC и eROSITA
- Flickr
- © DLR German Aerospace Center Follow
— Расскажите о проекте «Спектр-РГ». В чём его уникальность?
— Космический комплекс «Спектр-РГ» с астрофизической обсерваторией создан по заказу государственной корпорации «Роскосмос» и предназначен для наблюдения астрофизических объектов в рентгеновском диапазоне электромагнитного спектра. Для этих целей он оснащён двумя уникальными рентгеновскими телескопами, а именно: телескопом eROSITA разработки консорциума во главе с Институтом внеземной физики имени Макса Планка (Германия) и рентгеновским телескопом ART-XC совместной разработки ИКИ РАН и Федерального ядерного центра ВНИИЭФ (Саров). Эти оба телескопа размещаются на платформе «Навигатор». Всё вместе образует космический аппарат.
Головным разработчиком космического комплекса и космического аппарата выступает НПО Лавочкина, головной научной организацией является ИКИ РАН. По соглашению между госкорпорацией «Роскосмос» и Немецким космическим агентством происходит деление научных данных, полученных с телескопа eROSITA.
Если говорить про телескопы, то они и похожи, и разные. У них похожий принцип работы. Каждый телескоп представляет собой, по сути, семь маленьких телескопов. Оба телескопа оснащены рентгеновскими зеркалами косого падения, так называемой вольтеровской оптикой, и имеют по семь независимых детекторов. Но они работают в несколько отличном диапазоне. Если телескоп eROSITA работает в более мягком рентгеновском диапазоне, то телескоп ART-XC — в более жёстком. Тем самым они логично дополняют друг друга, обеспечивая более ценные научные результаты.
- Аппарат «Спектр-РГ» с телескопами ART-XC (сверху) и eROSITA (снизу)
- Flickr
- © DLR
Космический аппарат запущен 13 июля 2019 года ракетой-носителем «Протон» и разгонным блоком ДМ, благополучно выведен на отлётную траекторию. Отделился от разгонного блока на ней, и практически сразу, через пару минут, поймали его сигнал и приступили к лётным испытаниям.
На этапе перелёта, который продлился до октября, мы проводили калибровки научной аппаратуры, тонкую настройку всего космического аппарата, служебных систем, коррекции траектории перелёта. Надо сказать, что коррекций понадобилось меньше, чем планировалось, так как выведение было достаточно точным.
— В чём особенность наблюдения и исследования космоса в рентгеновском излучении? Какие особенные данные можно получить?
— В рентгеновском диапазоне значительно лучше видны объекты, которые хорошо излучают в нём. Это чёрные дыры, ядра активных галактик, сверхмассивные чёрные дыры, звёзды с активной короной. Да, они видны и с других телескопов. Но рентгеновский диапазон значительно дополняет и расширяет наши знания.
Телескопы и космический аппарат в целом предназначены для работы в двух режимах. Первый режим — это обзор всего неба с высокой чувствительностью в угловом разрешении с целью построения сверхчёткой, сверхподробной карты звёздного неба. Никогда в мире с такой чувствительностью этого не делалось.
Второй — наблюдение в режиме трёхосной ориентации уже выбранных источников. Вот на первом этапе интересные области выявили, на втором этапе их активно пронаблюдали, поняли, что это за источники, какова их природа, каковы характеристики.
На данный момент завершено два полных обзора, построена лучшая на данный момент карта рентгеновских источников. Найдено более 1 млн неизвестных ранее источников как телескопом eROSITA, так и телескопом ART-XC. Всего будет сделано восемь сканов звёздного неба, карта будет значительно расширена, углублена и уточнена. И этой картой учёные будут пользоваться как минимум несколько десятилетий.
- Карта неба, построенная телескопом СРГ/eROSITA по сумме двух первых обзоров неба
- © СРГ/eROSITA
— Почему телескоп был выведен не на околоземную орбиту, а в так называемую точку Лагранжа? Что это за точка?
— Рабочей орбитой космического аппарата является окрестность точки Лагранжа L₂ системы «Солнце — Земля». Действительно, на ранних этапах проекта рассматривалось много орбит, но в результате на этапе эскизного проекта мы остановились именно на точке Лагранжа L₂. Это точка, удалённая на расстояние 1,5 млн км от Земли, и она очень подходит как раз для проведения таких наблюдений. Там нет резких скачков «Солнце — тень», далеко от радиационных поясов Земли. Есть свои особенности, но условия значительно мягче.
Кроме того, взаимное расположение космического аппарата, Земли и Солнца позволяют нам, не прерывая наблюдений, передавать научную информацию, не переориентируя аппарат. То есть у нас антенны всегда смотрят в сторону Земли. Расположение этих трёх объектов друг относительно друга меняется, но незначительно. Это и позволяет сделать восемь полных сканов за четыре года.
— А почему нужно совершить несколько оборотов, чтобы сделать полное сканирование? Почему одного оборота недостаточно?
— Мы накапливаем чувствительность. Сделав несколько сканов через какие-то промежутки времени, мы можем видеть и изменения: объекты погасли, объекты появились и так далее. Кроме того, это время накопления. Чем дольше вы смотрите в одну точку, тем лучше различаете детали. А мы смотрим вокруг себя на 360°.
- Телескоп ART-XC во время испытаний на электромагнитную совместимость (июль — август 2016 года)
- © Роскосмос/DLR/СРГ/ИКИ
— Были внештатные ситуации во время работы «Спектра-РГ»?
— Слава Богу, всё в штатном режиме. Космический аппарат чувствует себя превосходно. Да, у нас на борту очень сложные уникальные телескопы. Они требуют регулярной тонкой подстройки. Но это совершенно штатный режим, это предусмотрено эксплуатационной документацией. На наш взгляд, лучше работы и пожелать нельзя аппарату.
Неземной лёд: главный конструктор «Луны-25» — о задачах, возможностях и особенностях российского космического аппарата
— «Спектр-РГ» продолжает линейку «Спектров». Как он дополняет, расширяет её возможности?
— Действительно, это не первый аппарат. Его предшественник — космический аппарат «Спектр-Р» (или «Радиоастрон») — закончил своё активное существование в 2019 году за несколько месяцев до запуска «Спектра-РГ». «Спектр-Р» — уникальный инструмент для астрофизиков. Это десятиметровый сложнейший радиотелескоп, построенный здесь, в НПО Лавочкина. И уникален он тем, что это, по сути, огромный интерферометр.
Это фактически стереозрение, только один глаз находится на Земле, а второй — в космосе на расстоянии до 370 тыс. км. Наблюдения одного объекта с такой базой позволяет получить его чёткие характеристики. Планировалось, что «Спектр-Р» отработает три года, а он отработал больше семи лет. Дал очень хорошие научные результаты, которые полностью до сих пор не обработаны. Они сейчас обрабатываются, это займёт ещё какое-то время. «Спектр-Р» — рекордсмен книги рекордов Гиннесса. Это самый большой космический радиотелескоп, самое высокоугловое разрешение.