Космос в новом спектре

Во Вселенной есть особые места, где гравитационные силы идеально сбалансированы. Они известны как точки Лагранжа, или точки либрации, или просто L-точки, и названы так в честь французского математика Жозефа-Луи Лагранжа, впервые описавшего их свойства еще в XVIII веке. Точка L2, где расположился «Спектр-РГ», находится с внешней стороны орбиты Земли на расстоянии около полутора миллионов километров от нее. Эта точка Лагранжа удобна для проведения обзоров: вращаясь вокруг оси, которая примерно соответствует направлению на Солнце, «Спектр-РГ» сможет провести полный обзор небесной сферы за полгода, при этом Солнце не будет попадать в поле его зрения. Но при этом предстоит решить сложную задачу — поддерживать аппарат на орбите, проводя корректирующие маневры.

Во Вселенной есть особые места, где гравитационные силы идеально сбалансированы. Они известны как точки Лагранжа, или точки либрации, или просто L-точки, и названы так в честь французского математика Жозефа-Луи Лагранжа, впервые описавшего их свойства еще в XVIII веке

«Роскосмос»

Долгое невезение

История проекта «Спектр-РГ» драматична. Идею создания большой космической рентгеновской обсерватории предложил во второй половине 1980-х годов академик Рашид Сюняев, который и сейчас является научным руководителем проекта.

Но в то время львиная доля средств, выделяемых в России на космические исследования, уходила на миссию «Марс-96» и поддержание работы орбитальной станции «Мир». Поэтому, хотя часть приборов уже была изготовлена, в 2002 году работы приостановили. Вскоре финансирование все же возобновилось, однако работа шла тяжело: проблемы были как у наших ученых и специалистов по космическим аппаратам, так и у участвующих в проекте их немецких коллег.

Первоначально запуск был намечен на 2012 год. С тех пор старт по разным причинам неоднократно переносился. Проблемы преследовали «Спектр-РГ» до момента старта. Когда ракета-носитель уже была готова к старту 21 июня, тестирование выявило, что разрядился один из элементов питания. Это не критическая неисправность, но все же было решено его заменить, для чего пришлось слить топливо и отвезти корабль опять в сборочный цех. Но все же, как отметил на пресс-конференции, посвященной новому этапу работы станции, генеральный директор «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин, запуск успели произвести в резервное время, и с тех пор станция успешно функционирует: проведено несколько успешных коррекций орбиты аппарата, что и позволило в конце концов достичь точки Лагранжа. И за это время уже были получены первые изображения с обоих телескопов.

Как отметил на той же пресс-конференции президент РАН Александр Сергеев, «мы предполагаем открыть множество неизвестных пока скоплений галактик, сверхмассивных черных дыр, звезд и звездообразующих галактик».

Схема перелёта и работы КА «Спектр-РГ»

«Роскосмос»

Горячие объекты Вселенной

«Спектр-РГ» наследует эстафету проработавшей почти восемь лет космической лаборатории «Спектр-Р», которая принесла очень интересные результаты по структуре солнечного ветра.

Новый аппарат — это большая космическая обсерватория с двумя рентгеновскими телескопами: российским ART-XC и немецким eROSITA. На Земле такие инструменты не могут работать в принципе, поскольку атмосфера непрозрачна для рентгеновского излучения. Единственное возможное место для наблюдения за небом в этом диапазоне — космос.

Телескоп ART-XC имеет разрешение до 45 угловых секунд. Это примерно соответствует разрешению человеческого глаза, так что с этим прибором астрономы смогут изучать небо в рентгеновских лучах так, как если бы это излучение можно было видеть без всяких инструментов. Разрешение построенного в конце 1990-х и до сих пор работающего телескопа обсерватории Chandra — 0,5 угловой секунды, однако ему, как и европейскому XMM-Newton, доступны только рентгеновские лучи энергией до 10 килоэлектронвольт. Более жесткое излучение может видеть международный телескоп INTEGRAL, совместный проект ESA, NASA и «Роскосмоса». Однако его разрешение составляет всего 12 угловых минут.

Проект стал результатом сотрудничества институтов РАН, госкорпорации «Росатом» и нескольких организаций «Роскосмоса».

Как пояснил Александр Сергеев, «Вселенная видна в различных диапазонах волн. В современной астрофизике существуют соревнования в различных диапазонах длин волн. Мы стали обладателями уникального инструмента с возможностями, которые превышают результаты, сделанные до сих пор. С запуском “Спектра-РГ” российская и мировая астрономия получили инструмент с совершенно новыми возможностями. Сегодня мы можем уже заявить о получении уникальных снимков. Таких изображений будет много. Мы обнаружим новые процессы, связанные с горячими объектами во Вселенной».

А Дмитрий Рогозин обратил внимание на то, что с помощью станции можно решать не только проблемы фундаментальной науки, но и практические задачи космической навигации: поскольку стабильное положение станции в космическом пространстве позволяет определить точное расстояние до различных космических объектов, это дает возможность использовать ее в качестве своеобразного навигатора, как сказал Рогозин — «астроГЛОНАССа».

Программа дальнейшего полета предполагает проведение в течение последующих четырех лет постоянного обзора всего неба. За четыре года ученые смогут получить данные восьми обзоров всего неба. После чего два с половиной года должны осуществляться наблюдения в режиме трехосной стабилизации выбранных по заявкам мирового научного сообщества источников и участков небесной сферы.

Рабочая орбита обсерватории «Спектр-РГ»

«Роскосмос»

Луна все манит

На пресс-конференции Сергеев и Рогозин рассказали также о перспективах развития научных космических исследований на ближайшие годы. Сейчас готовится программа научных исследований на десять лет. На 2024 год запланирован запуск космической обсерватории «Спектр-УФ», предназначенной для получения изображений и спектроскопии в недоступном для наблюдений с наземными инструментами ультрафиолетовом (УФ) участке электромагнитного спектра — 100–320 нм. Это будет третий из аппаратов серии «Спектр». Как сказал Рогозин, работа над платформой уже ведется и выделена ракета для его запуска.

Другое направление усилий — Лунная программа, первыми этапами которой должны стать аппараты «Луна-25», «Луна-26» и «Луна-27», перед каждым из которых ставятся самостоятельные задачи. По уверениям Дмитрия Рогозина, эти аппараты уже реализуются «в железе» и на них выделены ракеты.

А академик Сергеев рассказал, какие научные задачи должны решить эти аппараты. В частности, это изучение процессов, происходивших в космосе в течение миллионов лет, что возможно благодаря тому, что на Луне нет атмосферы и сохраняются следы воздействия на ее поверхность космических объектов и космического излучения. Как возможную цель Лунной программы Сергеев и Рогозин обозначили создание астрономической обсерватории на обратной стороне Луны, откуда можно проводить исследования космического пространства в длинноволновом диапазоне волн, что невозможно делать на Земле.

В заключение, признавая наличие проблемы космического долгостроя, из-за чего уже неоднократно срывались сроки реализации различных проектов, г-н Рогозин уверил, что впредь «никакого долгостроя мы не допустим». Будем надеяться.