Спектр-УФ

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Это старая версия этой страницы, сохранённая Awserer (обсуждение | вклад) в 04:51, 3 ноября 2020 (Были повторяющиеся аргументы в вызове шаблона). Она может серьёзно отличаться от текущей версии.
Перейти к навигации Перейти к поиску
Спектр-УФ
Всемирная космическая обсерватория
Заказчик Россия Институт астрономии РАН
Производитель Россия НПО имени С. А. Лавочкина
Оператор Россия НПО имени С. А. Лавочкина
Спутник Земли
Стартовая площадка Россия Восточный
Ракета-носитель Ангара-А5[1]
Запуск конец 2025 - начало 2026 годов
Технические характеристики
Платформа «Навигатор»
Масса 2 840 кг
Размеры 13,6×9,6 м
Мощность 1 000 Вт
Источники питания солнечные батареи
Ориентация двойной контур наведения: грубый при помощи звёздных датчиков, и точный при помощи системы датчиков гида
Движитель комплекс управляющих двигателей-маховиков
Элементы орбиты
Тип орбиты 24-х часовая круговая геосинхронная
Наклонение 51,4
Высота орбиты 35 800 км
Целевая аппаратура
Телескоп Т-170М основной рабочий инструмент миссии, телескоп системы Ричи-Кретьена с диаметром главного зеркала 1,7 м и фокусным расстоянием 17 м
wso.inasan.ru/rus/
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

«Спектр-УФ» («Всемирная космическая обсерватория — Ультрафиолет», сокр. ВКО-УФ, англ. World Space Observatory — Ultraviolet, сокр. WSO-UV) — космический телескоп, предназначенный для получения изображений и спектроскопии[2] в недоступном для наблюдений с наземными инструментами ультрафиолетовом (УФ) участке электромагнитного спектра: 100—320 нм[3]. Третий из аппаратов серии «Спектр» (первый — запущенный 18 июля 2011 года Спектр-Р, второй — запущенный 13 июля 2019 года Спектр-РГ, четвёртый — Спектр-М).

Поскольку ближайший конкурент «Спектра-УФ» — космический телескоп имени Хаббла — заканчивает в недалеком будущем свою работу на орбите, а работа над крупным ультрафиолетовым телескопом, которая занимает не менее 10 лет, не начата ни одним космическим агентством, проект «Спектр-УФ», таким образом, будет единственным крупным прибором для спектроскопии высокого разрешения в ультрафиолетовой области спектра примерно до 2035 года.

Цели и задачи

«Спектр-УФ» откроет новые возможности для исследований планет, звездной, внегалактической астрофизики и космологии. С его помощью планируется изучать физико-химические свойства планетных атмосфер и комет, физика атмосфер горячих звёзд и хромосферной активности холодных звёзд, свойства пылевых частиц межзвёздного и околозвёздного вещества, природы активных галактических ядер, межгалактических газовых облаков и гравитационных линз. Обсерватория позволит определять важные для выбора космологической модели соотношения содержания лёгких элементов и их изотопов.

Экзопланетология

В отличие от «Кеплера», «Спектр-УФ» — не обзорный аппарат, поэтому заниматься простым поиском планет он не будет. Его цель принципиально другая: наблюдение ранее открытых экзопланет с целью изучения их атмосферы и, в частности, поисков на них признаков жизни.

Поиск скрытого барионного вещества

Важная задача «Спектра-УФ» — поиск ранее незамеченного барионного вещества (по ряду оценок, до половины всего барионного вещества всё ещё не учтено), или «невидимой обычной материи», то есть газа и пыли, трудно различимых для уже существующих телескопов. «Спектр-УФ» будет искать «невидимые» облака газа в космосе за счёт их «просвечивания» далекими квазарами, активными ядрами галактик, в центрах которых находятся сверхмассивные чёрные дыры.

История

Проект космической обсерватории «Спектр-УФ» был задуман ещё в начале 1990-х годов, а запуск первоначально намечался на 1997 год, однако трудности в финансировании не позволили вовремя реализовать проект. Такая задержка позволила разработчикам за это время внести ряд усовершенствований и существенно облегчить конструкцию телескопа. Запуск телескопа перенесли с 2021 на 2026 год в связи с резким сокращением финансирования[4].

Разработка аппарата

  • В октябре 2012 года завершены испытания антенн космического телескопа «Спектр-УФ».
  • В августе 2013 специалисты НПО имени Лавочкина закончили вибростатические и тепловакуумные испытания телескопа Т-170М, входящего в состав космического телескопа «Спектр-УФ»[6].
  • 8 апреля 2014 от британской компании e2v[en] поступила информация о временной приостановке со стороны США лицензии на поставку в Россию радиационно-стойких компонент, входящих в состав разрабатываемых этой компанией полупроводниковых детекторов (в случае со «Спектр-УФ» это лётный образец приёмника излучения для спектрографа). Компания предложила переработать детектор с целью исключения комплектующих, подпадающих под ограничения ITAR[en]. Однако сроки поставки при этом сместились на два года[7]. Ранее США не блокировали поставки компонентов для научно-исследовательских космических аппаратов[8]. По состоянию на середину 2017 года России была лишь передана аппаратура для конструкторско-доводочных испытаний, а работа в Британии над созданием лётного образца приостановлена. Такое развитие событий может привести к тому, что лётные образцы для телескопа так и не будут поставлены.
  • В декабре 2014 года испанские партнёры сообщили, что приостановили создание камер поля из-за финансовых проблем[9]. Были проработаны различные варианты создания камер в России[7], в результате чего работы были переданы Институту космических исследований и Институту астрономии РАН. В то же время Испания изготовит дополнительную ультрафиолетовую камеру для поиска экзопланет. Но при неготовности техники или обострении международных отношений эта аппаратура может быть вовсе исключена без большого ущерба для проекта.
  • 25 июня 2015 года состоялось заседание совета главных конструкторов по КК «Спектр-УФ», по результатам обсуждения сроки запуска были сдвинуты на май 2021 года[10][11].
  • В начале октября 2016 года стало известно, что учёными Томского государственного университета разработаны защитные экраны от мелких фрагментов космического мусора и микрометеоритов.
  • В конце мая 2017 года в СМИ появилась информация о вероятном переносе запуска обсерватории с 2021 на 2024 год в связи с секвестром бюджета и изменением Роскосмосом сроков финансирования разработки аппарата[12].
  • В июне 2018 года Роскосмос сообщил о переносе запуска на 2024 год. Его планируется осуществить с космодрома Восточный[1].
  • В начале октября 2018 года директор Института астрономии РАН (ИНАСАН) Дмитрий Бисикало в интервью СМИ сообщил, что в настоящее время ведутся переговоры с Японией по инициативе японских астрофизиков об их участии в проекте в области поставки спектрографа для исследований экзопланет и с Мексикой по инициативе мексиканских астрофизиков о поставке оптических элементов в блок камер поля проекта «Спектр-УФ». Кроме того, заканчивается изготовление образцов для конструкторско-доводочных испытаний и начинается работа над изготовлением лётных образцов аппаратуры. Решён наиболее критичный для проекта вопрос с изготовлением радиационно стойких малошумящих приёмников ультрафиолетового излучения. Эти приёмники изготавливаются по заказу Института астрономии в Великобритании и Испании. Получены все экспортные лицензии для поставки данного оборудования в Россию[13].
  • 17 января 2019 года министр науки Испании Педро Дуке сообщил СМИ, что испанское правительство выделило средства на создание научного оборудования для «Спектра-УФ»[14].
  • 22 января 2019 года научный руководитель Института астрономии Борис Шустов в интервью СМИ рассказал, что финансирование «Спектра-УФ» на 2020 год сокращено в 15 раз[15].
  • 11 февраля 2019 года заместитель директора по научной работе Института астрономии РАН Михаил Сачков сообщил СМИ, что создание «Спектра-УФ» завершено на 70 %: наземная стадия подготовки почти завершена, частично начато изготовление лётных образцов для телескопа. Срок запуска будет зависеть от финансирования проекта, никаких технических и политических проблем сейчас нет[16].
  • 12 февраля 2019 года заместитель директора по научной работе Института астрономии РАН Михаил Сачков сообщил СМИ, что Япония приступила к разработке прибора для «Спектра-УФ», несмотря на отсутствие соглашения с Роскосмосом. Также интерес к проекту проявляет Мексика. Её участие поможет удешевить проект[17].
  • 13 февраля 2019 года заместитель директора Института астрономии РАН Михаил Сачков сообщил СМИ, что Роскосмос намерен в 2019 году в три раза сократить финансирование на разработку, в 2020 году — ещё в 10 раз, а в 2021 — снизить финансирование почти до нуля. Таким образом, предлагается снизить исходное финансирование в 15 раз, что фактически замораживает работы над созданием обсерватории. В случае, если секвестр произойдет, запуск аппарата может состояться не ранее 2026 года. Учёный не уточнил, о какой необходимой для завершения создания телескопа сумме идёт речь, однако источник в ракетно-космической отрасли пояснил СМИ, что на завершение проекта необходимо финансирование в размере 1 миллиарда рублей ежегодно в течение четырёх-пяти лет[4].
  • 19 марта 2019 года заместитель директора Института астрономии РАН Михаил Сачков сообщил СМИ, что Япония подписала на прошлой неделе с Россией письмо о намерении участвовать в разработке спектрографа для исследований экзопланет. Япония готова выделить деньги для реализации проекта, но для этого странам ещё предстоит заключить соглашение. Сейчас разрабатывается необходимая документация для проекта[18].
  • 24 мая 2019 года источник в ракетно-космической отрасли сообщил СМИ, что к настоящему моменту успешно пройдены вибродинамические и термовакуумные испытания отработочных изделий телескопа. Существующий график предусматривает завершение проектирования блока камер поля (научный инструмент обсерватории, предназначенный для построения высококачественных изображений в ультрафиолетовом и оптическом участках спектра) в июне 2019 года, а также завершение в первой половине 2022 года сборки и интеграции комплекса научной аппаратуры[19].
  • 6 июля 2019 года заместитель директора по научной работе ИНАСАН Михаил Сачков сообщил СМИ, что институт до апреля собирал заявки на эксперименты для «Спектра-УФ», и к настоящему моменту отобрал семь[20].
  • 13 августа 2019 года заместитель директора ИНАСАН по научной работе Михаил Сачков сообщил СМИ, что предварительно существующих резервов по массе и энергопитанию будущей обсерватории достаточно будет для размещения лишь одного из двух предлагаемых японских приборов — спектрографа для экзопланет; от коронографа придётся отказаться. В настоящее время ИНАСАН готовит материалы для Роскосмоса для принятия решения по участию Японии в проекте: госкорпорация запросила план-график работ и параметры прибора[21].
  • 1 ноября 2019 года заместитель директора ИНАСАН по научной работе Михаил Сачков сообщил СМИ, что Испания поставит в 2020 году приёмник излучения для установки на «Спектр-УФ»; график работ испанской стороны изначально идёт с опережением российского[22].
  • 13 сентября 2020 года заместитель директора ИНАСАН по научной работе Михаил Сачков сообщил СМИ, что Россия и компания E2V решили вопрос поставок попавшей под санкции электроники для «Спектра-УФ»: из Великобритании получены образцы лётных изделий — блоки электроники для приемника излучения. Согласно действующему контракту, поставку всей аппаратуры должны завершить в 2022 году[23].

Подготовка и запуск

  • В Федеральной космической программе на 2006—2015 гг. запуск «Спектра-УФ» значился в 2016 году.
  • 21 мая 2019 года источник в ракетно-космической отрасли сообщил СМИ, что «Спектр-УФ» будет запущен 23 октября 2025 года вместо планируемого ранее 2024-го года. Такое решение было принято после пересмотра Федеральной космической программы. Пресс-служба Роскосмоса подтвердила эту информацию. Выбор ракеты-носителя для вывода «Спектра-УФ» на орбиту будет зависеть от лётных испытаний «Ангары-А5» (резервный вариант — «Протон-М»). По словам источника, аппарат рассчитывают вывести на геосинхронную орбиту наклонением 35-40 градусов, что обеспечит круглосуточную связь с обсерваторией[24].
  • Финальная подготовка и транспортировка «Спектра-УФ» к месту запуска запланированы на период с конца июля по начало сентября 2025 года[19].

Характеристики

Макет космического аппарата Спектр-УФ на МАКС-2013

Космический аппарат «Спектр-УФ» будет состоять из разработанного в НПО имени С. А. Лавочкина многоцелевого служебного модуля «Навигатор», двигательной установки довыведения и УФ-телескопа в качестве полезной нагрузки. Масса нового модуля «Навигатор» почти в 3 раза меньше, чем у планировавшейся ранее универсальной платформы «Спектр». Это обстоятельство, а также некоторые мероприятия по уменьшению массы телескопа и конструкции научных инструментов привели к тому, что стало возможным осуществить запуск научного комплекса на более дешёвом носителе среднего класса.

Стартовая масса комплекса составит около 2 500 кг. Обсерваторию планируется запустить с помощью ракеты-носителя «Зенит-2»[25] также прорабатывается вариант с ракетой-носителем «Протон». В последнем случае возможно размещение телескопа на геостационарной орбите[2]. Расчётный срок активного существования телескопа составит не менее 5 лет.

По состоянию на 2018 год запуск планируется с помощью ракеты-носителя Ангара-А5.

Научная аппаратура

Основной инструмент — ультрафиолетовый телескоп Т-170М с диаметром главного зеркала 170 см и фокальным отношением 10[2]. Использована схема Ричи-Кретьена, фокусное расстояние 17 метров, поле зрения — 30 угловых минут. Изготовлением оптических элементов занимается Лыткаринский завод оптического стекла[26].

Блок спектрографов состоит из трёх приборов: ВУФЭС, УФЭС — два эшельных спектрографа высокого разрешения и СДЩ — спектрограф с длинной щелью. Эти приборы позволят изучать спектры звёзд вплоть до 15−17 звёздной величины. Прибор СДЩ предназначен для получения спектров низкого разрешения точечных и протяженных объектов[26]. Спектрографы производятся в России, изначально планировалось участие других стран[2].

Блок камер поля состоит из трёх камер работающих в разных спектрах: ближний ультрафиолет (150—280 нм), дальний ультрафиолет (115—190 нм) и оптический диапазон (200—800 нм). Они позволят получать изображения в УФ и видимом диапазонах объектов вплоть до 30 звёздной величины[26]. Приёмник излучения для канала диапазона дальнего УФ (115—180 нм) создаётся в Испании компанией SENER при научном руководстве ИНАСАН и Университета Комплутенсе Мадрида. Приёмник излучения для канала ближнего УФ (180—300 нм) приобретается в другой компании.

Вспомогательные системы

Система датчиков гида (СДГ) состоит из трёх датчиков расположенных в центральной части фокальной поверхности телескопа. Они позволят осуществить наведение и стабилизацию телескопа во время сеанса наблюдения с точностью до 0,03". Разрабатывается в Институте космических исследований РАН[26].

Блок управления научными данными (БУНД) осуществляет следующие функции:

  • передача команды от служебного модуля «Навигатор» научным приборам;
  • управление режимами работы научными приборами либо по циклограмме, либо транслируя их непосредственно;
  • передачу или накопление данных от научных приборов, включая телеметрию.

Объём памяти составляет 4 Гб. Для связи с приборами используется сеть научных данных стандарта SpaceWire. Разработку блока также осуществляет Институт космических исследований РАН[26].

Передача данных

Сброс научной информации на Землю будет производиться в режиме реального времени со скоростью 65 кбод, а также в режиме воспроизведения ранее записанной информации через штатный радиокомплекс со скоростью 1 Мбод.

Защита корпуса спутника

В Томском государственном университете была разработана двухслойная система защиты спутника от механических повреждений микрометеоритами. Система была проверена на стенде. При этом производились выстрелы металлическими частицами весом 0,3 грамма со скоростью 8 км в секунду из легкогазовой пушки по разрабатываемым преградам. В результате испытаний был получен результат, подтверждающий, что данная конструкция обеспечивает максимально эффективную защиту корпуса спутника. Эксперимент подтвердил, что остатки фрагментов, раздробленные сеткой попадают на экран и рассеиваются, не нанося ущерба космическому аппарату[27].

Участники проекта

Проект возглавляется Россией, включён в Федеральную космическую программу на 2006—2015 гг. Основные партнёры — Россия и Испания, также участвует Германия. Казахстан, Индия и ряд других стран проявляет интерес к участию в проекте[3].

Проект ВКО-УФ основан на новой организационной концепции, основой которой является максимально широкая международная кооперация и максимально открытый доступ к наблюдательным возможностям.

Головная научная организация проекта — ИНАСАН. Головной организацией по ракетно-космическому комплексу является НПО имени Лавочкина.

Россия

Испания

Япония

Германия

Сравнение с другими проектами

По возможностям проект ВКО-УФ сравним с космическим телескопом им. Хаббла и превосходит его в спектроскопии.

Обсерватория будет работать на гораздо большем удалении от Земли, чем телескоп «Хаббл» — на геосинхронной орбите с высотой около 35 тысяч километров[28].

Стоимость

Стоимость создания и запуска комплекса «Спектр-УФ» по состоянию на 2006 год — около 100 млн евро[29].

В создание телескопа несколько миллионов евро вложила Испания. Суммарно к концу проекта её вклад будет оцениваться в 15 миллионов евро.

Согласно проекту Федеральной космической программы, с 2016 по 2025 годы на создание космического комплекса «Спектр-УФ» требовалось 10 миллиардов 110 миллионов рублей. Из них в 2019 году программой было предусмотрено выделение 1 миллиарда 500 миллионов рублей, в 2020 году — 1 миллиарда 100 миллионов рублей, в 2021 году — 1 миллиарда 400 миллионов рублей. В последующем предполагалось сокращение финансирования[4]

См. также

Примечания

  1. ↑ 1 2 Роскосмос: обсерваторию "Спектр-УФ" планируют запустить с Восточного в 2024 году (28 июня 2018).
  2. ↑ 1 2 3 4 Шустов Б. М. Ультрафиолетовая вселенная. «Трибуна учёного». Московский планетарий (8 октября 2014). Дата обращения: 8 февраля 2015.
  3. ↑ 1 2 Всемирная космическая обсерватория — Ультрафиолет (ВКО-УФ, WSO-UV). Дата обращения: 8 февраля 2015. Архивировано из оригинала 1 января 2014 года.
  4. ↑ 1 2 3 Роскосмос в разы сокращает финансирование "русского Хаббла". РИА Новости (13 февраля 2019).
  5. ↑ Крупный контракт на МАКС 2013. ФИАН-информ (август 2013). Дата обращения: 8 февраля 2015.
  6. ↑ Закончены тепловые и виброиспытания телескопа обсерватории «Спектр-УФ». РИА Новости (24 августа 2013).
  7. ↑ 1 2 Михаил Евгеньевич Сачков. Спектр-УФ: состояние дел по проекту. Доклад на заседании Совета РАН по космосу. Совет по космосу РАН (3 декабря 2014). Дата обращения: 8 февраля 2015.
  8. ↑ Иван Чеберко. США запретили поставлять в Россию приборы для научного спутника. Известия (27 ноября 2014). Дата обращения: 8 февраля 2015.
  9. ↑ Испания не успевает изготовить аппаратуру для обсерватории «Спектр-УФ», заявили в РАН. ТАСС (24 декабря 2014). Дата обращения: 9 февраля 2015.
  10. ↑ Совет главных конструкторов КК «Спектр-УФ». НПО им. Лавочкина (26 июня 2015). Дата обращения: 5 января 2016.
  11. ↑ Юрий Машков. Разработчик: запуск российской обсерватории "Спектр-УФ" сдвинулся на 2021 год. ИТАР-ТАСС (26 июня 2015). Дата обращения: 5 января 2016.
  12. ↑ Запуск "русского Хаббла" могут в очередной раз отложить (23 мая 2017).
  13. ↑ Астроном Дмитрий Бисикало: существование внеземных цивилизаций возможно. ТАСС (11 октября 2018).
  14. ↑ Испания выделила средства на космический проект "Спектр-УФ". РИА Новости (17 января 2019).
  15. ↑ Научный руководитель Института астрономии: зачем нужна Луна. Интерфакс (22 января 2019).
  16. ↑ Срок запуска космического телескопа "Спектр-УФ" зависит от финансирования проекта. ТАСС (11 февраля 2019).
  17. ↑ Япония приступила к разработке прибора для "Спектра-УФ" до подписания соглашения с Россией. ТАСС (12 февраля 2019).
  18. ↑ Япония подписала с Россией письмо о намерении создать прибор для космической обсерватории. ТАСС (19 марта 2019).
  19. ↑ 1 2 Финальная подготовка "Спектра-УФ" к запуску пройдет во второй половине лета 2025 года. ТАСС (24 мая 2019).
  20. ↑ Российские учёные отобрали семь экспериментов для реализации на обсерватории "Спектр-УФ". ТАСС (6 июля 2019).
  21. ↑ На обсерватории "Спектр-УФ" сможет разместиться лишь один из предлагаемых Японией приборов. ТАСС (13 августа 2019).
  22. ↑ Испания передаст РФ предназначенные для обсерватории "Спектр-УФ" приборы в 2020 году. РИА Новости (1 ноября 2019).
  23. ↑ РАН: Британия обошла санкции на экспорт космической электроники в Россию. РИА Новости (13 сентября 2020).
  24. ↑ Запуск космической обсерватории "Спектр-УФ" перенесли на 2025 год. ТАСС (21 мая 2019).
  25. ↑ Всемирная космическая обсерватория — Ультрафиолет (ВКО-УФ, WSO-UV): Орбита и запуск. Дата обращения: 8 февраля 2015. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года.
  26. ↑ 1 2 3 4 5 Всемирная космическая обсерватория — Ультрафиолет (ВКО-УФ, WSO-UV). Научные приборы. Дата обращения: 8 февраля 2015. Архивировано из оригинала 9 октября 2014 года.
  27. ↑ Сибирские учёные создали для телескопа "Спектр-УФ" защиту от метеоров. РИА Новости (3 октября 2016).
  28. ↑ ВКО-УФ: Орбита и запуск. Архивировано из оригинала 1 сентября 2012 года.: «Орбита — геосинхронная с наклонением 51,6 градусов»
  29. ↑ "Учёные ждут «Спектр-УФ»". Новости Космонавтики. 2006-09-30. {{cite news}}: Неизвестный параметр |deadlink= игнорируется (|url-status= предлагается) (справка)

Ссылки

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Спектр-УФ&oldid=110264354