Хорошие новости от Роскосмоса - нескончаемый поток научных открытий

12 May
Космическая обсерватория "Спектр-РГ"
Космическая обсерватория "Спектр-РГ"

На фоне карантинов, вирусов и отставания Роскосмоса от зарубежных коллег очень хочется хороших новостей. И они у меня есть. Сегодня буду писать о хорошем и (в меру) патриотичном.

Нелёгкая судьба уникального телескопа

Проект "Спектр-РГ" начался в 1987 году в СССР под руководством академика Рашида Сюняева (он и до сих пор руководит проектом). В проект вписалось двадцать научных институтов из двенадцати стран. Планировалось организовать многотонную космическую обсерваторию, на которой разместились бы сразу пять космических телескопов (рентгеновского и гамма диапазона - отсюда РГ в названии) и семь научных приборов.

Естественно, в 1990-е годы финансирование хромало, на проект недоплачивали. Из-за запаздывания создания обсерватории отваливались иностранные партнёры, сам проект "Спектр-РГ" отодвигали в приоритете в пользу других аппаратов. В феврале 2002 года проект приостановили.

Однако уже в марте 2002 года начали проработку усечённого, "лёгкого" (ни фига себе лёгкого, в итоге вышло почти на три тонны) варианта обсерватории. В 2005 году, когда концепция была готова, начали поиск иностранных партнёров, ЕКА отказало, зато вписались немцы из Института Общества Макса Планка.

Платформу "Навигатор" для телескопа изготовило НПО им. Лавочкина, на обсерватории стоит два рентгеновских телескопа - ART-XC, изготовленный Институтом Космических исследований Российской академии наук и eROSITA от немецкого института Макса Планка.

Изначально запуск планировали в 2011 году, но из-за миллиона и одной проблемы многократно переносили: на 2014, 2017, 2018 и в итоге на 2019 год. Станция "пожирнела" в массе: сначала её хотели запустить "Союзом" с разгонным блоком "Фрегат", потом "Зенитом" с "Фрегатом", а в итоге пустили "Протоном" с блоком "ДМ-3".

"Спектр-РГ" на "Фрегате" (а на самом деле полетел на "ДМ-3").
"Спектр-РГ" на "Фрегате" (а на самом деле полетел на "ДМ-3").

Начинаем хорошие новости

Хоть и страховать лётные испытания аппарата никто не захотел (все без исключения страховые компании посчитали, что аппарат их вряд-ли переживёт), но 13 июля 2019 года "Протон-М" и разгонный блок "ДМ-3" успешно вывели "Спектр-РГ" на траекторию к точке Лагранжа L2. Да так точно, что на коррекцию траектории потребовалось топлива в шесть раз меньше запланированного. Это поможет продлить расчётный срок работы телескопа (6,5 лет). Уже на пути к точке наблюдений "Спектр-РГ" начал калибровку и испытания своих двух телескопов, попутно поснимав центр нашей галактики и другие яркие рентгеновские источники.

Рентгеновское изображение туманности Андромеды. Яркие точки - сверхмассивные чёрные дыры и зоны звездообразования.
Рентгеновское изображение туманности Андромеды. Яркие точки - сверхмассивные чёрные дыры и зоны звездообразования.

8 декабря 2019 года началась основная часть научной программы: за шесть месяцев "Спектр-РГ" должен просканировать всё небо в рентгеновском диапазоне (за четыре года он должен "пробежать" всё небо семь раз, после чего два с половиной года будет пристально разглядывать самые интересности).

Половина неба, просканированная к марту 2020.
Половина неба, просканированная к марту 2020.

Первое сканирование всего небо должно завершиться в июне 2020 года. На сегодня просканировано более трёх четвертей неба.

Насколько хорош российско-германский телескоп? Лучше американских?

Один и тот же объект с разных телескопов. Слева - советский "Гранат" 1980-х годов, в центре - российский ART-XC на "Спектре-РГ", справа - американский NuSTAR  (не самый лучший из их телескопов, есть ещё "Чандра").
Один и тот же объект с разных телескопов. Слева - советский "Гранат" 1980-х годов, в центре - российский ART-XC на "Спектре-РГ", справа - американский NuSTAR (не самый лучший из их телескопов, есть ещё "Чандра").

Как видно из картинки, "Спектр-РГ" по разрешающей способности и чёткости картинки уступает американским рентгеновским телескопам NuSTAR и "Чандра". ART-XC со "Спектра-РГ" имеет угловое разрешение 45 секунд, немецкая eROSITA с того же "Спектра" - 16-28 секунд, а "Чандра" - всего 0,2-0,5 секунды. Т. е. даёт намного более чёткую и понятную картинку.

В то же время американские телескопы имеют и недостатки - очень долгое время экспозиции - они должны очень долго разглядывать интересующий объект. А также они имеют узкий обзор. Американские телескопы хороши для изучения уже известных интересных рентгеновских источников и неудобны для обнаружения новых, доселе неизвестных.

Хорошие новости от Роскосмоса - нескончаемый поток научных открытий

"Спектр-РГ" имеет другую задачу - не пристально разглядывать уже известные источники рентгеновского излучения, а составить подробную карту всего неба в рентгеновском диапазоне, на которой как на ладони будут видны все источники. Больше всего интересуют массивные чёрные дыры - их очень трудно обнаружить визуально, а "Спектр-РГ" позволит найти их максимальное количество (на февраль 2020 года уже обнаружили 75 тысяч рентгеновских источников).

Другое преимущество "Спектр-РГ" над американскими телескопами - диапазон энергий. Американский телескоп NuSTAR может засекать излучение энергией до 78 кэВ, "Чандра" - 10 кэВ, европейский XMM-Newton - 12 кэВ, европейский же ROSAT - 2 кэВ, российский же ART-XC со "Спектр-РГ" работает до 30 кэВ, т.е. это уже не мягкое, а жёсткое рентгеновское излучение. Чёрные дыры излучают жёсткий рентген, именно для их обнаружения "Спектр-РГ" подходит лучше всех других телескопов мира.

Три четверти неба, просканированные к маю 2020 года. В центре картинки - центр галактики.
Три четверти неба, просканированные к маю 2020 года. В центре картинки - центр галактики.

Работа продолжается. Поступают гигабайты научных данных ежедневно. Всё небо будет просканировано в первый раз в июне 2020 года. Немецкие учёные пока не приезжают в ИКИ РАН на плановые встречи, но активно общаются с нашими удалённо. Из-за карантина работа не прекращена. Учёные ещё долго будут изучать рентгеновскую карту всего неба, в ближайшие 25-30 лет она будет самой точной и подробной.

В это время в мастерской автора

А тем временем в условиях карантина в подмосковье вроде как ещё работает Aliexpress, что позволило мне заказать наборчик Arduino с небольшим количеством дополнительного обвеса. Если что, видел, как на Arduino собирали альтиметр для любительской ракеты, а также систему управления, можно так же организовать сбор данных об атмосфере. Доехать должно в конце мая. Как получу - сделаю обзор здесь и на Ютубе и начну разбираться с электроникой.

Ваша активность, уважаемые читатели, позволила получить немного средств с монетизации канала, примерно на 30% собрана сумма, необходимая для покупки любительской ракеты. Кстати, напишите, работает ли в карантины покупки на eBay? (похоже, необходимую модель можно купить только там). По прикидкам, с монетизации канала необходимая сумма соберётся к середине июня, чуть ниже оставляю способ ускорить.