2019. gada 13. jūlijā no Baikonuras kosmodroma notika nozīmīga nacionālās kosmonautikas atklāšana. Unikālā orbitālā observatorija “Spektr-RG” devās uzart nebeidzamos kosmosa plašumus, tā lidojums turpinās jau gandrīz piecas dienas. Unikālo teleskopu kosmosā palaida Krievijas smagā nesēja raķete "Proton-M" ar augšējo pakāpienu DM-03. Divas stundas pēc palaišanas Orbitālā observatorija Spektor-RG veiksmīgi atdalījās no augšējās pakāpes. Paredzams, ka jaunais rentgena teleskops aizņems L2 Lagrange punkta apkārtni pēc aptuveni 100 lidojumu dienām, pēc tam varēs sākt novērot Visumu.
Jāpiebilst, ka "Spectrum-RG" jau ir sērijas "Spectrum" otrais zinātniskais aparāts. Pirmais Krievijas kosmosa kuģis Spektr-R (Radioastron) tika veiksmīgi palaists orbītā 2011. gada 18. jūlijā, tā dzīves cikls beidzās 2019. gada janvārī. Šobrīd tiek izstrādāts Spectrum sērijas trešais un ceturtais kosmosa kuģis. Tie ir jaunie kosmosa teleskopi Spektr-UF (Ultraviolet) un Spektr-M (Millimetron), kurus Roskosmos izstrādā ciešā sadarbībā ar citām valstīm. Šo divu teleskopu palaišana notiks ne agrāk kā 2025. gadā, savukārt starptautiskā zinātnieku aprindas uz tām liek lielas cerības, jo abi projekti ir unikāli, paverot jaunas iespējas kosmosa izpētei. Paredzams, ka ierīces palīdzēs atbildēt uz daudziem astrofizikas un kosmoloģijas jautājumiem.
Projekts "Spectrum-RG"
No idejas līdz projekta īstenošanai ir pagājuši vairāk nekā 30 gadi. Jauna zinātniskā kosmosa kuģa koncepcija tika izstrādāta 1987. gadā. Padomju Savienības, Austrumvācijas, Somijas, Itālijas un Lielbritānijas pārstāvji strādāja kopā, lai izveidotu astrofizisko observatoriju. Ierīces dizains tika uzsākts 1988. gadā. Šis process tika uzticēts Lavočkina zinātniskās un ražošanas asociācijas inženieriem, un projekta koordinēšanā tika iesaistīts PSRS Zinātņu akadēmijas Kosmosa izpētes institūts.
Vēlākais PSRS sabrukums, rūpnieciskās un ekonomiskās problēmas astoņdesmito gadu beigās un deviņdesmito gadu sākumā, kā arī hroniska darba nepietiekama finansēšana nopietni aizkavēja Spektr-RG observatorijas sagatavošanu. Projekts aizkavējās, parādoties finansējumam, parādījās jaunas grūtības. Šajā laikā ierīces pildījums un aprīkojuma sastāvs ir vairākkārt pilnībā atjaunināts, tehnoloģijas, kā zināms, nestāv uz vietas. Mainījās arī projekta dalībnieku sastāvs, beigās bez Krievijas projektā palika Vācija. Līgums starp Roskosmos pārstāvēto Federālo kosmosa aģentūru un Vācijas Aviācijas un kosmosa centru (DLR) tika parakstīts 2009. gadā starptautiskā aviācijas un kosmosa salona MAKS-2009 ietvaros. Mainījās arī aparāta atrisināto zinātnisko uzdevumu sastāvs, jo daži no tiem vairs neinteresēja pētniekus. Rezultātā kosmosa kuģa galīgais izskats tādā formā, kādā tas tika palaists kosmosā, izveidojās tikai pirms dažiem gadiem, un arī tā saskaņošanas process aizņēma kādu laiku. Tajā pašā laikā mūsu vācu partneri arī saskārās ar grūtībām ierīces ražošanas procesā.
Aizpildītajā formā jaunā orbītas astrofizikas observatorija "Spectrum-RG" ("Spectrum-Rengten-Gamma") ir paredzēta, lai apkopotu pilnīgu Visuma karti spektra rentgena diapazonā. Jāatzīmē, ka šis ir pirmais teleskops Krievijas vēsturē (ņemot vērā padomju periodu), kas aprīkots ar slīpu krišanas optiku. Vismaz nākamos piecus gadus Spektr-RG observatorija kļūs par vienīgo rentgena astronomijas projektu pasaulē. Kā atzīmēts Roskosmos, visas debess apsekošana, ko veica modernā orbitālā observatorija "Spektr-RG", būs jauns solis rentgena astronomijā, kas sāka aktīvi attīstīties pirms 55 gadiem.
Lomas projektā Spektr-RG ir sadalītas šādi. Satelīts (Navigator platforma) ir Krievijas attīstība, palaišana no Baikonuras ir krievu (raķete Proton-M), galvenais teleskops ir vācu eROSITA, papildu, pavadošais ir krievu ART-XC. Abi spoguļteleskopi, kas darbojas pēc slīpas rentgenstaru optikas principa, ir unikāli jauninājumi, kas ir veidoti tā, lai papildinātu viens otru, nodrošinot observatorijai pilnīgu zvaigžņoto debesu skatu ar ierakstu jutību, kas nekad nav izmantota.
Orbitālā observatorija "Spektr-RG"
Unikālais rentgena teleskops, kas tika palaists 13. jūlijā, sastāv no vairākām galvenajām vienībām. Spektr-RG orbitālajā observatorijā ir iekļauts pakalpojumu sistēmu pamatmodulis, par kura izstrādi bija atbildīgi Krievijas NPO inženieri. Lavočkins. Šo moduli viņi izstrādāja, pamatojoties uz daudzfunkcionālo pakalpojumu moduli "Navigator", kas jau bija veiksmīgi parādījis sevi vairākās kosmosa programmās. Papildus pamatmodulim orbitālajā observatorijā ietilpst zinātnisku iekārtu komplekss, kompleksa pamatu veido divi rentgena teleskopi. Saskaņā ar uzņēmuma Roscosmos oficiālo vietni, degvielas kosmosa kuģa Spektr-RG kopējā masa ir 2712,5 kg, kravnesība ir 1210 kg, observatorijas elektriskā jauda ir 1805 W, datu pārraides ātrums (zinātniskā informācija) ir 512 Kbit / s, aktīva zinātniskā darba periods - 6, 5 gadi.
Orbitālās observatorijas galvenais aprīkojums, kas tagad ved uz L2 Lagrange punktu, ir unikāli rentgena spoguļu teleskopi, ko radījuši dizaineri no Vācijas un Krievijas. Abi teleskopi darbojas pēc slīpas rentgenstaru optikas principa. Kā atzīmēts Roskosmos, rentgena fotoniem ir ļoti liela enerģija. Lai atlēktos no spoguļveida virsmas, fotoniem ir jāsit pa to ļoti nelielā leņķī. Šī iemesla dēļ Spektr-RG orbitālās observatorijas teleskopos izmantotie rentgena spoguļi ir īpaši izgatavoti iegareni, un, lai palielinātu reģistrēto fotonu skaitu, spoguļi tiek ievietoti viens otrā, kā rezultātā tiek izveidota sistēma, kas sastāv no vairākas čaulas. Tiek ziņots, ka gan Vācijas, gan Krievijas rentgena teleskopi sastāv no septiņiem moduļiem ar rentgena detektoriem.
Lai izveidotu un izgatavotu Krievijas rentgena teleskopu, kas saņēma apzīmējumu ART-XC, Krievijas Zinātņu akadēmijas Kosmosa izpētes institūta inženieri, kuri strādāja ciešā sadarbībā ar Krievijas Federālo kodolcentru, kas atrodas Sarovā, bija atbildīgi. Krievijas zinātnieku radītais rentgena teleskops ART-XC paplašina vācu montāžas eROSITA teleskopa iespējas un darbības enerģijas diapazonu uz augstāku enerģiju (līdz 30 keV). Spektr-RG kosmosa kuģa klāja uzstādīto divu rentgena teleskopu enerģijas diapazoni pārklājas, kas nodrošina zinātnisku aprīkojumu ar priekšrocību attiecībā uz pētniecības rezultātu ticamības palielināšanu un iekārtu kalibrēšanu orbītā.
Maksa Planka Ārpuszemes fizikas institūta inženieri bija atbildīgi par vācu rentgena teleskopa, ko sauc par eROSITA, izveidi un ražošanu. Kā atzīmēts Roskosmos oficiālajā tīmekļa vietnē, Vācijā radīta zinātniska ierīce pirmo reizi vēsturē ļaus apsekot visas zvaigžņotās debesis enerģijas diapazonā no 0,5 līdz 10 keV. Tajā pašā laikā eksperti atzīmē, ka Vācijā ražotais teleskops ir vairāk "ar lielām acīm", tā pilnais redzes lauks un leņķiskā izšķirtspēja ir augstāka nekā Krievijas teleskopam ART-XC. Tajā pašā laikā eROSITA enerģijas diapazona ziņā ir zemāka par Krievijas teleskopu. Tieši tāpēc divi rentgena teleskopi, kas atrodas uz kosmosa kuģa Spektr-RG, papildina viens otru un ir atbildīgi par dažādu problēmu risināšanu.
Lidojuma programma un zinātniskā nozīme
Zinātnisko pētījumu programmā tiek pieņemts, ka jaunais kosmosa kuģis Spektr-RG tiks izmantots dažādiem astrofiziskiem novērojumiem 6, 5 gadus un palīdzēs zinātniekiem atbildēt uz daudziem astrofizikas un kosmoloģijas jomas jautājumiem. Četrus gadus observatorija darbosies zvaigžņoto debesu skenēšanas režīmā, atlikušie 2,5 gadi - dažādu kosmosa objektu punktu novērošanas režīmā triaksiālās stabilizācijas režīmā, pamatojoties uz pieteikumiem, kas saņemti no pasaules zinātnieku aprindām. Plānots novērot gan atsevišķus zinātniekus interesējošus kosmosa objektus, gan atsevišķas debess sfēras zonas. Ieskaitot cietās enerģijas rentgena diapazonu līdz 30 keV, pateicoties Krievijas rentgena teleskopam. Vēl 100 dienas (apmēram trīs mēneši) ilgs kosmosa teleskopa lidojums no Zemes uz L2 Lagrange punktu un pirmie debess ķermeņu pārbaudes novērojumi.
Kosmosa kuģis nav nejauši palaists orbītā L2 punktā aptuveni 1,5 miljonu kilometru attālumā no Zemes. Šis punkts tiek uzskatīts par vispiemērotāko visas debess apsekošanai. Kā atzīmē eksperti, rotējot ap savu asi (aptuveni atbilst virzienam uz Sauli), kosmosa observatorija sešu mēnešu laikā varēs veikt pilnīgu debess sfēras apsekojumu, kamēr Saule neatradīsies savā redzamības laukā. Četru darbības gadu laikā zinātniskais aparāts varēs veikt 8 visu debesu apsekojumus vienlaikus, kas ļaus zinātniekiem iegūt daudz jaunas astrofiziskas informācijas. Tajā pašā laikā korektīvo manevru dēļ būs jāatrisina diezgan sarežģīta problēma, kas sastāv no kosmosa kuģa uzturēšanas orbītā noteiktā punktā.
Ir zināms, ka visi Krievijas teleskopa ART-XC dati pilnībā piederēs Krievijai, un eROSITA teleskopa dati ir sadalīti uz pusēm starp Krieviju un Vāciju. Lai cik tas jocīgi neizklausītos, tika nolemts debesis sadalīt divās daļās. Visi dati par vienu debess pusi 4 gadu pētījumiem, kad teleskops skenēs Visumu, piederēs Krievijai, bet otrā debess pusē - Vācijai. Turpmāk valstis pašas savā starpā izlems, kā atbrīvoties no saņemtajiem datiem, kā un ar kādu informāciju dalīties ar citām valstīm.
Spektr-RG aparāta galvenā misija ir apkopot detalizētu Visuma "karti" rentgena spektrā ar aktīvo galaktiku kodoliem un lielām galaktiku kopām. Zinātnieki cer, ka 6, 5 gadu aktīvā zinātniskā observatorijas darba laikā tas palīdzēs cilvēcei atklāt simtiem tūkstošu zvaigžņu ar aktīvu koronu, desmitiem tūkstošu zvaigžņu veidojošu galaktiku un aptuveni trīs miljonus supermasīvu melno caurumu, kā arī milzīgs skaits citu objektu, ievērojami paplašinot mūsu zināšanas par Visumu, palīdzēs labāk izprast tā evolūcijas procesus. Paredzams, ka jaunais kosmosa kuģis palīdzēs izpētīt karstās starpzvaigžņu plazmas īpašības. Observatorijas darbs ir ļoti interesants visai starptautiskajai zinātnei. Faktiski jaunais kosmosa kuģis ļauj iegūt datus par visiem zinātnei zināmajiem astronomiskajiem objektiem.
Liela mēroga mūsu Visuma karte, kas zinātniekiem vēl nav bijusi, ir līdzīga ceļošanai laikā, kas palīdzēs atbildēt uz lielu skaitu jautājumu. Viens no vissvarīgākajiem jautājumiem, uz kuru Spectr-RG teleskops palīdzēs cilvēcei atbildēt, ir jautājums par to, kā notika galaktiku kopu evolūcija visas mūsu Visuma pastāvēšanas laikā.
