13. července 2019 se z kosmodromu Bajkonur uskutečnilo významné zahájení národní kosmonautiky. Unikátní orbitální observatoř „Spektr-RG“vyrazila pluhovat nekonečné rozlohy vesmíru, její let trvá již téměř pět dní. Unikátní dalekohled vypustila do vesmíru ruská těžká nosná raketa „Proton-M“s horním stupněm DM-03. Dvě hodiny po startu se orbitální observatoř Spektor-RG úspěšně oddělila od horního stupně. Očekává se, že nový rentgenový dalekohled obsadí okolí bodu L2 Lagrange po zhruba 100 dnech letu, poté bude moci začít pozorovat vesmír.
Je třeba poznamenat, že „Spectrum-RG“je již druhým vědeckým aparátem řady „Spectrum“. První ruská kosmická loď Spektr-R (Radioastron) byla úspěšně vypuštěna na oběžnou dráhu 18. července 2011, její životní cyklus skončil v lednu 2019. V současné době se vyvíjí třetí a čtvrtá kosmická loď řady Spectrum. Jedná se o nové vesmírné teleskopy Spektr-UF (Ultraviolet) a Spektr-M (Millimetron), které vyvíjí Roskosmos v úzké spolupráci s dalšími státy. Uvedení těchto dvou teleskopů na trh proběhne nejdříve v roce 2025, zatímco mezinárodní vědecká komunita do nich vkládá velké naděje, protože oba projekty jsou jedinečné a otevírají nové možnosti studia vesmíru. Očekává se, že tato zařízení pomohou zodpovědět mnoho otázek v astrofyzice a kosmologii.
Projekt "Spectrum-RG"
Od myšlenky k realizaci projektu uplynulo více než 30 let. Koncept nové vědecké kosmické lodi byl vyvinut již v roce 1987. Zástupci Sovětského svazu, východního Německa, Finska, Itálie a Velké Británie spolupracovali na vytvoření astrofyzikální observatoře. Konstrukce zařízení byla zahájena v roce 1988. Tento proces byl svěřen inženýrům Lavočkinovy vědecké a výrobní asociace a na koordinaci prací na projektu se podílel Institut pro výzkum vesmíru Akademie věd SSSR.
Následný kolaps SSSR, průmyslové a ekonomické problémy na konci 80. a na počátku 90. let a chronické podfinancování prací vážně oddálily přípravu observatoře Spektr-RG. Projekt se zpozdil, když se objevilo financování, objevily se nové potíže. Během této doby bylo několikrát zcela aktualizováno plnění a složení zařízení zařízení, technologie, jak víte, nestojí na místě. Změnilo se také složení účastníků projektu, nakonec v projektu zůstalo kromě Ruska i Německo. Dohoda mezi Federální kosmickou agenturou zastoupenou Roscosmosem a Německým leteckým centrem (DLR) byla podepsána v roce 2009 jako součást mezinárodního leteckého a kosmického salonu MAKS-2009. Změnilo se také složení vědeckých úkolů řešených aparátem, protože některé z nich již badatele nezajímaly. Výsledkem je, že konečná podoba kosmické lodi ve formě, ve které byla vypuštěna do vesmíru, vznikla teprve před několika lety a proces její koordinace také nějakou dobu trval. Naši němečtí partneři zároveň čelili problémům ve výrobním procesu zařízení.
V dokončené podobě má nová orbitální astrofyzikální observatoř „Spectrum-RG“(„Spectrum-Rengten-Gamma“) sestavit úplnou mapu vesmíru v rentgenovém rozsahu spektra. Je třeba poznamenat, že se jedná o první dalekohled v ruské historii (s přihlédnutím k sovětskému období) vybavený optikou šikmého dopadu. Nejméně na dalších pět let se observatoř Spektr-RG stane jediným rentgenovým astronomickým projektem na světě. Jak je uvedeno v Roskosmosu, průzkum celé oblohy moderní orbitální observatoří „Spektr-RG“bude novým krokem v rentgenové astronomii, která se začala aktivně rozvíjet před 55 lety.
Role v projektu Spektr-RG jsou rozděleny následovně. Družice (platforma Navigator) je ruský vývoj, start z Bajkonuru je ruský (raketa Proton-M), hlavní dalekohled je německý eROSITA, doplňkový, doprovodný je ruský ART-XC. Oba zrcadlové teleskopy, pracující na principu rentgenové optiky se šikmým dopadem, jsou jedinečným vývojem, který je navržen tak, aby se navzájem doplňovaly a poskytovaly observatoři možnost úplného pohledu na hvězdnou oblohu se záznamovou citlivostí, která nikdy předtím nebyla použita.
Orbitální observatoř "Spektr-RG"
Unikátní rentgenový teleskop, vypuštěný 13. července, se skládá z několika hlavních jednotek. Orbitální observatoř Spektr-RG obsahuje základní modul servisních systémů, za jejichž vývoj zodpovídali inženýři ruské NPO. Lavočkin. Tento modul byl vyvinut jimi na základě víceúčelového servisního modulu „Navigátor“, který se již úspěšně ukázal v řadě vesmírných programů. Orbitální observatoř zahrnuje kromě základního modulu i komplex vědeckého vybavení, základ komplexu tvoří dva rentgenové teleskopy. Podle oficiálních webových stránek společnosti Roscosmos je celková hmotnost poháněné kosmické lodi Spektr-RG 2712,5 kg, užitečné zatížení je 1210 kg, elektrický výkon observatoře je 1805 W, rychlost přenosu dat (vědecké informace) je 512 Kbit / s, období aktivní vědecké práce - 6, 5 let.
Hlavním vybavením orbitální observatoře, která se nyní dostává do bodu L2 Lagrange, jsou jedinečné rentgenové zrcadlové teleskopy vytvořené designéry z Německa a Ruska. Oba dalekohledy pracují na principu rentgenové optiky se šikmým dopadem. Jak je uvedeno v Roskosmosu, rentgenové fotony mají velmi vysokou energii. Aby se fotony odrazily od zrcadlového povrchu, musí na něj dopadnout ve velmi malém úhlu. Z tohoto důvodu jsou rentgenová zrcadla používaná v dalekohledech orbitální observatoře Spektr-RG speciálně prodloužena a aby se zvýšil počet registrovaných fotonů, zrcadla se do sebe vkládají, což má za následek systém sestávající z několik skořápek. Německý i ruský rentgenový teleskop údajně sestává ze sedmi modulů s rentgenovými detektory.
Za vytvoření a výrobu ruského rentgenového dalekohledu, který obdržel označení ART-XC, inženýři Ústavu kosmického výzkumu Ruské akademie věd, kteří úzce spolupracovali s Ruským federálním jaderným centrem v Sarově, byli zodpovědní. Rentgenový teleskop ART-XC vytvořený ruskými vědci rozšiřuje možnosti a rozsah provozní energie německého montážního dalekohledu eROSITA směrem k vyšším energiím (až 30 keV). Energetické rozsahy dvou rentgenových teleskopů instalovaných na palubě kosmické lodi Spektr-RG se překrývají, což poskytuje vědeckému vybavení výhodu, pokud jde o zvýšení spolehlivosti výsledků výzkumu a provádění kalibrace zařízení na oběžné dráze.
Inženýři z Max Planckova institutu pro mimozemskou fyziku byli zodpovědní za vytvoření a výrobu německého rentgenového dalekohledu s názvem eROSITA. Jak je uvedeno na oficiálních stránkách Roskosmosu, vědecké zařízení vytvořené v Německu umožní poprvé v historii zkoumat celou hvězdnou oblohu v energetickém rozmezí od 0,5 do 10 keV. Experti zároveň poznamenávají, že německý dalekohled je „velkooký“, jeho plné zorné pole a úhlové rozlišení jsou vyšší než u ruského dalekohledu ART-XC. EROSITA je přitom z hlediska energetického dosahu horší než ruský dalekohled. Proto se dva rentgenové teleskopy na palubě kosmické lodi Spektr-RG doplňují a zodpovídají za řešení různých problémů.
Letový program a vědecký význam
Program vědeckého výzkumu předpokládá, že nová kosmická loď Spektr-RG bude po dobu 6, 5 let využívána k různým astrofyzikálním pozorováním a pomůže vědcům zodpovědět mnoho otázek z oblasti astrofyziky a kosmologie. Čtyři roky bude observatoř fungovat v režimu skenování hvězdné oblohy, zbývajících 2,5 roku - v režimu bodového pozorování různých vesmírných objektů v režimu trojosé stabilizace na základě aplikací přijatých od světové vědecké komunity. Plánuje se pozorovat jak jednotlivé vesmírné objekty zajímavé pro vědce, tak vybrané oblasti nebeské sféry. Včetně rentgenového záření s tvrdou energií až 30 keV díky ruskému rentgenovému teleskopu. Dalších 100 dní (asi tři měsíce) bude trvat let vesmírným teleskopem ze Země do bodu L2 Lagrange a první testovací pozorování nebeských těles.
Sonda není náhodně vypuštěna na oběžnou dráhu v bodě L2 ve vzdálenosti asi 1,5 milionu kilometrů od Země. Tento bod je považován za nejvhodnější pro průzkum celé oblohy. Jak odborníci poznamenávají, rotující kolem své osy (přibližně odpovídá směru ke Slunci) bude vesmírná observatoř schopna provést kompletní průzkum nebeské sféry za šest měsíců, zatímco Slunce nebude ve svém zorném poli. Za čtyři roky provozu bude vědecký aparát schopen provádět 8 průzkumů celé oblohy najednou, což vědcům umožní získat mnoho nových astrofyzikálních informací. Zároveň bude kvůli nápravným manévrům nutné vyřešit celkem složitý problém, který spočívá v udržení kosmické lodi na oběžné dráze v daném bodě.
Je známo, že všechna data z ruského dalekohledu ART-XC budou plně patřit Rusku a data z dalekohledu eROSITA jsou rozdělena na polovinu mezi Rusko a Německo. Jakkoli to může znít vtipně, bylo rozhodnuto rozdělit oblohu na dvě části. Všechna data na jedné polovině oblohy za 4 roky výzkumu, kdy teleskop naskenuje vesmír, budou patřit Rusku a na druhé polovině oblohy - Německu. V budoucnu se země samy mezi sebou rozhodnou, jak s přijatými údaji naloží, jak budou informace sdílet s jinými zeměmi a v jakém rozsahu.
Hlavním posláním aparátu Spektr-RG je sestavit podrobnou „mapu“vesmíru v rentgenovém spektru s jádry aktivních galaxií a velkými kupami galaxií. Vědci doufají, že za 6, 5 let aktivní vědecké práce observatoře pomůže lidstvu objevit stovky tisíc hvězd s aktivní koronou, desítky tisíc hvězdotvorných galaxií a asi tři miliony supermasivních černých děr a také obrovské množství dalších objektů, což výrazně rozšiřuje naše znalosti o vesmíru. pomůže lépe porozumět procesům jeho vývoje. Očekává se také, že nová kosmická loď pomůže při výzkumu vlastností horkého mezihvězdného plazmatu. Práce observatoře je velkým zájmem celé mezinárodní vědy. Ve skutečnosti nová kosmická loď umožňuje získat data o všech astronomických objektech známých vědě.
Rozsáhlá mapa našeho vesmíru, kterou vědci dosud neměli, je podobná cestování v čase, což pomůže zodpovědět velké množství otázek. Jednou z nejdůležitějších otázek, na které lidstvo pomůže teleskop Spectr-RG, je otázka, jak probíhal vývoj kup galaxií během celé existence našeho vesmíru.
