Спектр-РГ

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Спектр-РГ
Спектр-Рентген-Гамма
Spektr-RG russian X-ray space telescope P1110968.jpg
Производитель Россия НПО имени Лавочкина
Германия Общество Макса Планка
Оператор Россия ИКИ
Германия DLR
Задачи Составление полной карты Вселенной в рентгеновском диапазоне
Спутник Солнца
Стартовая площадка Казахстан Площадка 81П (Байконур)
Ракета-носитель Протон-М
Запуск 13 июля 2019 года в 15:30:57 по московскому времени[1]
Длительность полёта 39 дней (на 21.08.2019)
NSSDC ID 2019-040A
SCN 44432
Технические характеристики
Платформа «Навигатор»
Масса 2712 кг
Мощность 1805 Вт
Источники питания Солнечные панели
Срок активного существования 6,5 лет
Элементы орбиты
Тип орбиты постоянная в точке либрации L2 системы Солнце-Земля
Период обращения 1 год
Витков за день 6
Целевая аппаратура
Спектральная полоса 0,3-30 кэВ
Скорость передачи 512 кбит/с
Сайт проекта
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

«Спектр-РГ» («Спектр-Рентген-Гамма», «СРГ») — российско-германская орбитальная астрофизическая обсерватория, предназначенная для построения полной карты Вселенной в рентгеновском диапазоне энергий 0,3-30 килоэлектронвольт (кэВ). Первый российский (в том числе с учётом советского периода) телескоп с оптикой косого падения. Обсерватория будет размещена в точке Лагранжа L2 системы Солнце-Земля и станет первым российским аппаратом в точке либрации. Аббревиатура «РГ» происходит от словосочетания «рентген-гамма», так как изначально планировалось разместить на аппарате ещё и детектор гамма-всплесков, но впоследствии от этих планов отказались.

По состоянию на 2019 год (год запуска и ввода в действие на орбите) «Спектр-РГ» — это единственная передовая рентгеновская обсерватория на ближайшие 10-15 лет (запуск ATHENA произойдет не ранее 2031 года). В отличие от предыдущих рентгеновских космических телескопов, поле зрения которых очень ограничено, «Спектр-РГ» будет способен сделать полный обзор неба с рекордной чувствительностью.

Это второй из четырёх аппаратов серии «Спектр». Первый — запущенный 18 июля 2011 года Спектр-Р (Радиоастрон), третий — разрабатываемый Спектр-УФ, четвёртый — разрабатываемый Спектр-М (Миллиметрон).

Запуск обсерватории осуществлён 13 июля 2019 года в 15:30:57 по московскому времени[2]. Спустя два часа после запуска, состоялось отделение обсерватории «Спектр-РГ» от разгонного блока «ДМ-03» и обсерватория начала свой 100-дневный перелёт к точке пространства, где и начнёт свою работу[3].

Содержание

История программы[править | править код]

Начало проекта[править | править код]

«Тяжёлый вариант» (1987—2002)[править | править код]

«Лёгкий вариант» (2002—2019)[править | править код]

Подготовка к запуску[править | править код]

Запуск и путь до второй точки Лагранжа (июль—октябрь 2019)[править | править код]

Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Прямая трансляция пуска «Спектра-РГ» от телестудии Роскосмоса. 13 июля 2019 года.
Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Пуск РКН "Протон-М" с КА «Спектр-РГ». 13 июля 2019 года.
  • 13 июля 2019 года в 15:30:57 (МСК) — запуск аппарата с пусковой установки № 24 площадки № 81 космодрома Байконур ракетой-носителем «Протон-М» с разгонным блоком «ДМ-03»[2].
  • 13 июля 2019 года в 15:40 (МСК) — отделение головного блока (разгонный блок + космический аппарат) от третьей ступени ракеты-носителя. Дальнейшее выведение на целевую орбиту «Спектра-РГ» осуществляется разгонным блоком ДМ-03.[65]
  • 13 июля 2019 года в 17:31 (МСК) — отделение «Спектра-РГ» от разгонного блока ДМ-03; раскрытие солнечных панелей и включение всех служебных систем; передача телеметрии на Землю[3].
  • 20 июля 2019 года «Спектр-РГ» преодолел расстояние около 700 тысяч километров от Земли (по направлению на созвездие Орла) и движется к точке Лагранжа L2 системы «Солнце-Земля» со скоростью около 800 метров в секунду относительно Земли. В последние дни российские оптические телескопы провели наблюдения «Спектра-РГ», в результате которых параметры орбиты аппарата были в значительной степени уточнены. Это позволит выдать более точный управляющий импульс для манёвра коррекции орбиты, который состоится вечером 22 июля, и даст возможность управлять «Спектром-РГ» таким образом, чтобы при перелете в точку Лагранжа L2 затратить как можно меньше топлива. В свою очередь, в будущем это поможет увеличить длительность активной работы аппарата на орбите[66][67].
  • 22 июля 2019 года — группа управления «Спектра-РГ» в НПО им. Лавочкина провела первую плановую коррекцию орбиты аппарата с последующим снижением скорости движения путём двух включений двигателей. Первый импульс состоялся в 17:30 (мск) и продолжался 4,5 минуты, второй — в 21:30 (мск) и продолжался 18 минут[68][69][70].
  • 23 июля 2019 года — открытие крышек телескопов eROSITA и ART-XC[71], которые были закрыты ещё с момента сборки аппарата и защищали рентгеновские зеркала от пыли и других инородных предметов. В ближайшее время будут проводиться калибровки и юстировки обоих телескопов с тем, чтобы начать первые научные наблюдения ещё до прилета во вторую точку Лагранжа[72].
Первое рентгеновское изображение с детектора URD28 телескопа ART-XC в диапазоне 4—12 кэВ
  • 24 июля 2019 года — включение телескопа ART-XC без подачи высокого напряжения. Был включен детектор URD28 одной из семи зеркальных систем телескопа ART-XC. Была накоплена общая экспозиция 2882,5 секунд и получено первое рентгеновское изображение «Спектра-РГ» в диапазоне 4—12 кэВ. Также это было первое в истории измерение фона рентгеновским детектором на удалении около 1 млн км от Земли[73].
  • 27 июля 2019 года «Спектр-РГ» преодолел расстояние 1 млн км от Земли[74].
  • 30 июля 2019 года на телескопе ART-XC был получен тестовый «первый свет» с помощью всех его семи зеркальных систем. Телескоп наблюдал небольшую часть неба размером ~0.3 град2, в которой расположена двойная система Центавр X-3. Система состоит из нейтронной звезды (рентгеновского пульсара с периодом вращения 4.84 секунды), которая вращается вокруг звезды — массивного голубого сверхгиганта спектрального класса О[75][76]. Расстояние от Земли до «Спектра-РГ» на время получения первого света составляло 1 млн 143 тыс. км[77]. В ближайшее время будут проводиться союстировки зеркальных систем и бортовых звёздных датчиков и калибровки детекторов телескопа ART-XC[78].
  • 31 июля 2019 года — начало дегазации телескопа eROSITA. После окончания процедуры детекторы телескопа будут охлаждены до температуры −100°С[79].
  • 6 августа 2019 года — группа управления «Спектра-РГ» в НПО им. Лавочкина провела вторую плановую коррекцию траектории перелёта аппарата. Коррекция заключалась в выдаче двух импульсов двигательной установки «Спектра-РГ» с интервалом 4 часа — в 17:30 (мск) и 21:35 (мск) соответственно[80].
  • 13 августа 2019 года — спустя месяц после старта аппарат удалился от Земли на 1 млн 430 тыс км, продолжаются работы по калибровке телескопа ART-XC и готовятся к включению детекторы телескопа eROSITA. Идет активная программа научных наблюдений, получены данные по ярким источникам рентгеновского излучения Cyg X-1, Cen X-3, Cen A, a также по центру нашей Галактики Sagittarius A*[81].
  • 2 августа 2019 года — включение телескопа ART-XC с подачей высокого напряжения.
  • 20 августа 2019 года — окончание дегазации телескопа eROSITA.
  • конец августа 2019 года — включение телескопа eROSITA.
  • середина сентября 2019 года —«первый свет» телескопа eROSITA.
  • 21 октября 2019 года — третья коррекция орбиты.
  • прилёт в точку либрации — в конце октября 2019 года (ожидается через 2 месяца.). Ввиду неустойчивости квазипериодической орбиты «Спектра-РГ» в окрестностях второй точки Лагранжа для поддержания параметров его орбиты в заданных пределах потребуется раз в 40-70 суток производить коррекции[82][83].

Выполнение научной программы (2019—2025 гг.)[править | править код]

Первичные научные исследования[править | править код]

2 августа — 12 сентября 2019 года — первичные научные исследования при помощи телескопа ART-XC.

13 октября — 2 ноября 2019 года — первичные научные наблюдения с совместным использованием телескопов ART-XC и eROSITA.

  • 9 августа 2019 года наблюдения обсерватории Swift[84] и телескопа Кека на Гавайских островах 12 августа 2019 года[85] показали вспышечную активность (поток излучения увеличивался до 100 раз по сравнению с нормой) сверхмассивной черной дыры Стрелец А* в центре Млечного пути, после чего коллаборация ART-XC решила навести телескоп в эту же область[86]. В период с 22:27:50 UTC 11 августа по 13:19:12 UT 12 августа 2019 года ART-XC пронаблюдал область Галактического центра в течение 50 тысяч секунд, подтвердив активность: поток превысил обычную рентгеновскую светимость на два порядка[87]. ART-XC также наблюдал Sgr A* с 23:40 UTC 14 августа по 14:00 UTC 15 августа 2019 года и с 23:40 UTC 15 августа по 14:00 UTC 16 августа, каждый раз с выдержкой 50 тысяч секунд; измерения активности были сопоставимы с наблюдениями 12 августа. В следующий раз ART-XC будет наблюдать Стрелец А* с 05:46 по 15:20 UTC UTC 22 августа[88][89].

Основная научная программа[править | править код]

Во время сканирования небесной сферы каждый объект будет наблюдаться в течение 30-40 секунд. Поскольку «Спектр-РГ» совершает 6 вращений в сутки, то каждый объект будет наблюдаться 6 раз за день с интервалом 4 часа. Полностью аппарат покроет обзором небесную сферу за 6 месяцев, после чего повторно покроет обзором те же самые области ещё 7 раз, на что в совокупности уйдет 4 года.

  • 3 ноября 2019 — ноябрь 2023 года — выполнение основной научной программы в режиме обзора небесной сферы на обоих телескопах.
  • май 2020 года — построение первой из восьми карт всего неба в рентгеновском диапазоне.
  • ноябрь 2020 года — построение второй из восьми карт всего неба в рентгеновском диапазоне.

Точечный обзор отдельных галактик[править | править код]

  • ноябрь 2023 — ноябрь 2025 года — точечный обзор отдельных галактик аппаратом в режиме трехосной стабилизации.

Участники проекта[править | править код]

Данные со «Спектра-РГ» будут распределены между российским ИКИ РАН и немецким Институтом внеземной физики Общества Макса Планка. Через эти исследовательские центры полученная информация станет доступна всему космическому научному сообществу. Российская сторона получит 50 % данных от eROSITA и 100 % — от ART-XC. Небольшой участок неба (порядка 0,5 %), расположенный вокруг северного полюса эклиптики, будет обрабатываться совместно с США за счет их вклада в разработку и создание зеркал для ART-XC.

Россия[править | править код]

Научный руководитель проекта: Рашид Сюняев, академик РАН. Руководитель работ по полезной нагрузке: Михаил Павлинский, заместитель директора ИКИ РАН.

Германия[править | править код]

Научный руководитель программы телескопа eROSITA: доктор Петер Прёдель.

США[править | править код]

На лётном экземпляре ART-XC установлены американские зеркала, разработанные и изготовленные в Центре космических полётов имени Маршалла[90][91].

Технические характеристики[править | править код]

  • Ракета-носитель: Протон-М с разгонным блоком ДМ-03.
  • Спутниковая платформа: «Навигатор».
  • Полная ширина аппарата с раскрытыми солнечными панелями: 13,8 метра.
  • Бортовой радиокомплекс: функционирование на протяжении всей миссии орбитального телескопа на дальности от 200 км до 1,8 млн км от Земли; передача данных на Землю со скоростью до 512 Кб/с; потребление энергии: в дежурном режиме — менее 30 Вт, а в режиме передачи данных — не более 225 Вт. Возможности комплекса позволят наземным станциям управления определять координаты космического аппарата с точностью до 10 м, а скорость — до 0,5 мм/с. Ежедневный объём передаваемых на Землю данных: 500 Мбайт по стандартным линиям радиосвязи на российские приемные станции (Медвежьи озера и Уссурийск). Процесс передачи данных будет занимать около двух часов ежедневно.
  • Двигатели стабилизации и коррекции аппарата: термокаталитические гидразиновые двигатели ТК500М и К50-10.1 разработки ОКБ «Факел»[92].
  • Научное оборудование. Чувствительность приборов «Спектра-РГ» в 20 раз превысит чувствительность приборов спутника ROSAT, который проводил подобный обзор в 1990-е годы[93].
  • Срок эксплуатации обсерватории: 6,5 лет[95].

Конструкция обсерватории[править | править код]

Телескопы eROSITA и ART-XC ориентированы в одном направлении, что позволит вести наблюдения одновременно в мягком и жестком диапазоне волн. Это обеспечит максимальную информативность системы, которая будет делать полный обзор неба за полгода. Совмещение в одном телескопе двух диапазонов было бы менее эффективным решением[96].

Инструменты обсерватории «Спектр-РГ» в сравнении с предшественниками
eROSITA ART-XC ROSAT Chandra XMM-Newton
Период функционирования 2019 — 2019 — 1990 — 1999 1999 — 1999 —
Организация Германия Институт внеземной физики Общества Макса Планка Россия ИКИ РАН / РФЯЦ-ВНИИЭФ Германия Соединённые Штаты Америки Европейский союз
Тип телескопа Телескоп Вольтера I типа Телескоп Вольтера I типа Телескоп Вольтера I типа Телескоп Вольтера I типа Телескоп Вольтера I типа
Функция телескопа Обзор всего неба Обзор всего неба Обзор всего неба Обзор определённых областей неба Обзор определённых областей неба
Область исследуемого спектра Мягкое рентгеновское излучение Жесткое рентгеновское излучение Мягкое рентгеновское излучение
Рабочий диапазон 0,3 — 10 кэВ 5 — 30 кэВ 0,2 — 2 кэВ
Масса 810 кг 350 кг
Энергопотребление 550 Вт 300 Вт
Поле зрения 0.81° (квадратного градуса) 34' (тридцать четыре угловых минуты) 2°
Угловое разрешение 16" — 28" (угловых секунд) 45" 60" 0,5" 6"
Фокусное расстояние 1600 мм 2700 мм 2400 мм 7500 мм
Эффективная входная апертура 2000 см2/ 1 кэВ 455 см2/ 8 кэВ, 410 см2/ 9.6 кэВ 350 см2
Временное разрешение детекторов 50 мс 1 мс

Сравнение «Спектра-РГ» с рентгеновскими обсерваториями «Чандра» и XMM-Newton[править | править код]

По угловому разрешению ничто не сможет конкурировать с «Чандрой», однако ART-XC начинает работать там, где и XMM, и «Чандра» уже перестают: «Чандра» эффективна до 7-8 килоэлектронвольт, ХММ — до 10 килоэлектронвольт. ART-XC работает до 30 килоэлектронвольт, при этом на 10 килоэлектронвольтах у него почти вдвое больше эффективная площадь, чем ХММ. Обзоры неба в жёстком рентгене делались и ранее, например аппаратами RXTE, INTEGRAL и Swift, однако ART-XC превосходит предшествующие телескопы по чувствительности и, кроме того, ни один из прежних телескопов не содержал семи зеркальных модулей. Благодаря широкому полю зрения телескопа eROSITA (около квадратного градуса), он способен за сутки покрыть обзором ту же площадь, на которую у «Чандры» ушло бы миллионы секунд (десятки дней). По эффективной площади eROSITA примерно в 5 или 6 раз больше «Чандры». В энергетическом разрешении eROSITA не уступает ни «Чандре», ни XMM-Newton, за исключением дифракционных решёток, которые нужны для совсем мягкого диапазона[97].

Станции приёма сигнала[править | править код]

  • 12-метровые антенны ТНА-57 в Медвежьих озёрах и на Байконуре.
  • 64-метровая антенна РТ-64 в Медвежьих озёрах.
  • 70-метровая антенна РТ-70 в Уссурийске (в 2020 году к ней добавится РТ-70 в Евпатории).

Особенностью миссии является то, что для обеспечения приёма сигнала из района второй точки Лагранжа крупнейшими росийскими антеннами в Медвежьих Озёрах (64 м) и Уссурийске (70 м) запуск КА «Спектр-РГ» возможен только в марте-апреле или в сентябре-октябре.

  • 2 апреля 2019 года на заседании Совета РАН по космосу генконструктор НПО им. Лавочкина Александр Ширшаков объявил, что начаты работы по восстановлению станции дальней космической связи в Евпатории, которые должны завершиться к 2020 году. Благодаря её вводу связь со «Спектром-РГ» будет круглосуточной[98].
  • 13 июля 2019 года руководитель отдела наземных научных комплексов ИКИ РАН Владимир Назаров в видеролике на YouTube-канале «Научная Россия», посвящённом запуску «Спектра-РГ» сообщил, что наземная станция дальней космической связи в Евпатории для приёма данных со «Спектра-РГ» заработает в августе 2020 года[99].
  • 28 июля 2019 года заместитель директора Физического института РАН Лариса Лихачева сообщила СМИ, что антенна в Евпатории будет особенно востребована в апреле-мае 2020 года, так как в этот период орбита «Спектра-РГ» будет такой, что он будет вне зоны радиовидимости антенн в Медвежьих Озёрах и Уссурийске[100].

Оптическое обеспечение миссии[править | править код]

После получения и анализа первых данных (не ранее мая 2020 года, когда будет полностью проведен первый из восьми обзоров неба) к проекту присоединятся наземные обсерватории. Их задача — изучить открытые объекты в оптическом диапазоне, что позволит получить о них более подробную информацию.

Рентгеновские телескопы идеально подходят для поиска самых горячих космических объектов, однако в ряде случаев затруднительно получить достаточно детальное изображение. Эту задачу облегчат наземные обсерватории, которые изучат наиболее интересные участки неба более детально. Например, если с помощью рентгеновского телескопа будут обнаружены облака горячего газа в центрах скоплений галактик, то с оптическими инструментами возможно будет получить изображения отдельных галактик, из которых состоят эти скопления. Также наблюдения наземных обсерваторий позволят определять типы найденных объектов, а также (если они будут достаточно яркими) проводить спектральный анализ света, который от них исходит. Впоследствии это даст возможность узнать расстояния до галактических скоплений, размеры звездных систем, массу компактных источников излучения и химический состав звезд.

Для части задач подходят телескопы с диаметром зеркала порядка 1,5-2 метров. Для спектроскопии далеких скоплений и активных ядер галактик понадобятся более мощные телескопы, такие как, например, 6-метровый БТА. Для самых удаленных объектов и участков обзора вблизи полюсов эклиптики, где чувствительность обзора особенно высока, понадобятся наблюдения самых мощных телескопов, таких, как Subaru на Гавайских островах, VLT в Чили. Важнейшую информацию можно получить и из сравнения рентгеновских данных с наблюдениями в миллиметровом диапазоне, например, самого большого в мире миллиметрового интерферометра ALMA с пятьюдесятью 12-метровыми и шестнадцатью 7-метровыми антеннами, Космологического Телескопа в пустыне Атакама[en], расположенных на высоте 5 км, а также 10-метрового телескопа на Южном Полюсе Земли[en].

Наземную поддержку наблюдений обеспечивают следующие телескопы и обсерватории:

С российской стороны[править | править код]

  • Телескопы сети ISON.

С немецкой стороны[править | править код]

  • Широкоугольные телескопы в обсерватории Апачи-Пойнт и в обсерватории Лас-Кампанас, работающие по программе Слоановского цифрового обзора всего неба, диаметр — 2,5 м;
  • Телескоп имени Виктора Бланко с камерой DECam — межамериканская обсерватория Серро-Тололо, Чили, диаметр — 4 м;
  • Астрономический обзорный телескоп видимого и инфракрасного спектра — собственность Европейской южной обсерватории, расположен в Паранальской обсерватории, Чили, диаметр — 4,1 м;
  • Телескоп в обсерватории Ла-Силья, с детектором GROND, проводящим съёмку одновременно в оптическом и ближнем инфракрасном диапазоне, диаметр — 2,2 м.

Задачи[править | править код]

Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Доклад Рашида Сюняева о телескопе «Спектр-РГ» в Казанском федеральном университете. Август 2017 года.
Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Лекция научного сотрудника ИКИ РАН Родиона Буренина о телескопе «Спектр-РГ». Апрель 2019 года.
Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Ролик ИКИ РАН о телескопе «Спектр-РГ». Июнь 2019 года.
Silk-film.png Внешние видеофайлы
Silk-film.png YouTube full-color icon (2017).svg Сюжет телестудии Роскосмоса об устройстве и задачах «Спектра-РГ». Июнь 2019 года.

Основной задачей обсерватории является обзор всего неба в рентгеновском диапазоне для построения широкомасштабной карты Вселенной. Всего в проекте заняты 10 научных групп со своими задачами, начиная от Солнечной системы, звезд в наших окрестностях и дальше по расстоянию, пока хватает чувствительности телескопов.

Самый значимый и единственный полноценный обзор в мягком рентгеновском диапазоне был проведён немецким спутником ROSAT, действовавшим с 1990 по 1998 год. Его основной прибор работал на энергиях от 0,1 до 2,4 кэВ (длины волны от 12 до 0,5 нанометра), что позволило составить каталог 2RXS, куда попало 120 137 объектов (из них — 6147 не подтверждены (погрешности детекторов телескопа); Т. Боллер, 2015) с потоками порядка 10−13 эрг/сек·см2 и выше. Телескоп eROSITA обсерватории «Спектр-РГ» примерно в 30—40 раз чувствительнее ROSAT[101].

Благодаря телескопу ART-XC будет впервые проведен полный обзор всего неба в диапазоне энергий 5—11 кэВ.

Один из главных вопросов, на который должен ответить «Спектр-РГ», — как проходила эволюция галактик. Для этого планируется изучение 100 тысяч скоплений галактик, 3 млн новых активных ядер галактик (сверхмассивных чёрных дыр)[102][103], 500 тысяч звёзд, излучающих в рентгеновском диапазоне и более чем 100 тысяч белых карликов.

Z До «Спектра-РГ» Предполагаемые результаты «Спектра-РГ»
Скопления галактик с массой больше 1014 масс Солнца ~3 10 000 ~80 000
Скопления галактик с массой больше 3·1014 масс Солнца ~2 ~8 000
Скопления галактик с массой больше 1015 масс Солнца ~1 ~50

Таким образом, «Спектр-РГ» построит полную карту Вселенной в рентгеновском диапазоне, которой, по словам научного руководителя миссии, академика Рашида Сюняева, научный мир будет пользоваться не менее 15-20 лет[104]. Точность этой карты будет превышать точность имеющихся карт[105].

Полная научная программа займёт 6,5 лет: 4 года — широкий обзор всего неба, 2,5 года — точечный обзор отдельных галактик (изначально срок составлял 3 года, но из-за многочисленных переносов пуска аппарата срок сократили на полгода[106]).

Солнечная система[править | править код]

Высочайшая чувствительность eROSITA в мягком рентгеновском диапазоне и отличное энергетическое разрешение делают обсерваторию важнейшим источником информации о горячей плазме в Солнечной системе. Исследование рентгеновского излучения из области взаимодействия кометы с солнечным ветром дает мощный инструмент для исследования солнечного ветра и вещества в кометах. За четыре года обзора естественное перемещение комет внутри Солнечной системы позволит восстановить трёхмерную картину солнечного ветра и в деталях исследовать его состав.

Также будет изучаться взаимодействие атмосфер всех планет, начиная с Марса, с солнечным ветром.

Млечный путь[править | править код]

Чувствительности «Спектра-РГ» хватит, чтобы в рентгеновском диапазоне просветить всю нашу Галактику насквозь.

В обзор попадут рентгеновский хребет, Стрелец A*, сотни тысяч коронально активных звезд, будут десятки, сотни или даже тысячи катаклизмических переменных. Будет проведена перепись всех двойных систем, где компактный объект — нейтронная звезда, чёрная дыра или белый карлик. Соответственно, будет зарегистрирована переменность объектов, транзиентные источники.

В обзор могут попасть приливные разрушения звёзд черными дырами, которые будут видны в качестве вспышек в рентгеновском диапазоне. Оценки показывают, что таких событий будет несколько сотен в год.

Отдельный интерес представляет возможность открытия одиночных аккрецирующих нейтронных звезд в целях понимания того, как они живут и эволюционируют. Таких объектов в нашей Галактике должно быть примерно миллиард. В настоящее время для изучения доступны лишь молодые нейтронные звезды или старые, но в двойных системах[107].

Переменные источники[править | править код]

Многие рентгеновские источники, в частности активные ядра галактик, нейтронные звёзды, сверхновые и гамма-всплески, демонстрируют сильную переменность потока излучения. Эта переменность является важнейшим фактором для понимания физических процессов вблизи чёрных дыр и других компактных объектов.

Скопления галактик[править | править код]

По скоплениям галактик запланированная чувствительность составит приблизительно 2×10−14 эрг/сек·см2 в диапазоне энергий 0,5-2 КэВ. В скоплениях галактик доля тёмной материи в общей массе составляет около 80 %, что делает скопления удобным объектом для изучения её свойств.

Массивные скопления галактик чрезвычайно чувствительны к свойствам тёмной энергии. Чувствительность eROSITA к рентгеновскому излучению газа скоплений галактик столь высока, что позволит ему детектировать скопления вплоть до красного смещения ~2. Общее число открываемых скоплений на всём небе оценивается примерно в 100 тысяч, в том числе ожидается, что eROSITA откроет все скопления во Вселенной с массой, превышающей 3×1014 масс Солнца. Эти данные позволят исследовать эволюцию свойств тёмной энергии и, в частности, проверить, меняется ли плотность тёмной энергии со временем. Это станет важнейшей проверкой природы тёмной энергии.[105]

Ожидается, что наблюдения открываемых «Спектром-РГ» скоплений галактик приведут к обнаружению десятков тысяч гравитационных линз.

Активные ядра галактик[править | править код]

Ядра активных галактик скрыты от наблюдений мягким рентгеновским диапазоном толстым тором газа, пыли, но видны в жестком рентгеновском излучении, с которым работает телескоп ART-XC.[105]

Интерес к этим источникам связан с вопросом о возникновении и эволюции сверхмассивных чёрных дыр и их влиянию на галактики. Рентгеновский диапазон в поиске таких источников играет важнейшую роль, так как именно в этом диапазоне проще всего отличить АЯГ от излучения самих галактик. Чувствительность «Спектра-РГ» такова, что около 3 миллионов АЯГ должно быть найдено в обзоре всего неба. Столь большое число объектов означает, что эволюция всех типов АЯГ может быть прослежена с момента, когда возраст Вселенной составлял 5-10 % от сегодняшнего вплоть до наших дней. Более того, пространственное распределение АЯГ на разных красных смещениях является важным индикатором темпа расширения Вселенной.

Считается, что в распределении крупномасштабной структуры должны присутствовать барионные акустические осцилляции[en]. Определив по выборке из 3 миллионов АЯГ угловой размер таких осцилляций, возможно получить космологический тест на геометрию Вселенной.

Научные результаты[править | править код]

Первым снимком «Спектра-РГ» в рентгеновском диапазоне (за исключением данных, полученных в период калибровки телескопа) станет галактика Большое Магелланово облако.

Первые результаты работы «Спектра-РГ» будут представлены в декабре 2019 года в ИКИ РАН на ежегодной Всероссийской конференции «Астрофизика высоких энергий сегодня и завтра».

Оценка стоимости и финансирование проекта[править | править код]

Примерная стоимость проекта «Спектр-РГ» на 2013 год достигла около 5 миллиардов рублей[108]. В конце 2017 года стоимость только создания телескопа eROSITA оценивалась в €100 млн[109]. 3 февраля 2017 года научный руководитель проекта eROSITA Петер Прёдель сообщил СМИ, что стоимость создания немецкого телескопа составила €90 млн; он не застрахован, чтобы создать такой же новый телескоп потребуется десять лет[110].

Стоимость миссии возрастает и в связи с особенностью жизненного цикла разгонных блоков серии ДМ. Гарантийный срок хранения разгонного блока ДМ-03 истёк 23 ноября 2018 года, поэтому ему потребовалась повторная сертификация перед запуском в 2019 году. К сентябрю 2017 года РКК «Энергия» не имела разрешения Министерства обороны РФ на модифицирование ДМ-03 для «Спектра-РГ»; кроме того, был не решён вопрос с финансированием операций по продлению гарантийного срока разгонного блока. РКК «Энергия» запросила у Роскосмоса 73,8 млн рублей на проверку и обновление разгонного блока и дополнительно запросила 35,2 млн рублей для покрытия издержек, связанных с содержанием двух РБ ДМ-03 в период 2013—2016 гг.

В опубликованном в конце февраля 2018 года на сайте госзакупок плане Роскосмоса на 2018—2020 гг. описаны следующие затраты по «Спектру-РГ»[111]:

  • транспортировка разгонного блока «ДМ» — 3,816 млн рублей;
  • транспортировка ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком и головным обтекателем — 25,546 млн рублей.

В опубликованном в конце октября 2018 года на сайте госзакупок плане Роскосмоса на 2018—2020 гг. описаны следующие затраты по «Спектру-РГ»[112]:

  • проведение регламентных работ на разгонном блоке «ДМ» для запуска космического аппарата «Спектр-РГ» — 43,507 млн рублей;
  • подготовка и пуск ракеты-носителя «Протон-М» и разгонного блока «ДМ» с космическим аппаратом «Спектр-РГ». Проведение послепусковых работ — 1,354 млрд рублей.

Страхование рисков[править | править код]

Победителями аукциона на право страхования рисков при запуске ракеты-носителя «Протон-М», разгонного блока «ДМ-03», сборочно-защитного блока и обсерватории «Спектр-РГ» признаны компании «СОГАЗ» и «АльфаСтрахование» с премией в 751,7 млн рублей. Ответственность по договору составляет 5,8 млрд рублей. При этом претендентов на второй лот — страхования летных испытаний обсерватории «Спектр-РГ» с максимальной премией 115,6 млн рублей — не было ни одного. Конкурс признан несостоявшимся[113].

Ссылки на иностранные публикации по проекту «Спектр-РГ»[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Россия запустила «Протон-М» с космическим телескопом
  2. 1 2 "Протон-М" с космической обсерваторией "Спектр-РГ" стартовал с Байконура. ТАСС. Дата обращения 14 июля 2019.
  3. 1 2 «Спектр-РГ» выведен на орбиту
  4. «Спектр-РГ» должен быть запущен! (недоступная ссылка). Дата обращения 11 февраля 2010. Архивировано 22 апреля 2009 года.
  5. SPECTRUM-RG/eROSITA/LOBSTER MISSION DEFINITION DOCUMENT. ИКИ РАН (30.09.2005).
  6. СПЕКТР-РГ/eROSITA/LOBSTER ОПРЕДЕЛЯЮЩИЙ МИССИЮ ДОКУМЕНТ. ИКИ РАН (30.09.2005).
  7. Российский телескоп "Спектр-РГ" выведут на орбиту в сентябре 2017 года. РИА Новости (22.12.2015).
  8. Первое пусковое окно для старта миссии "Спектр-РГ" откроется в 2013 г. РИА Новости (13.12.2019).
  9. Запуск обсерватории "Спектр-РГ" может состояться не ранее июля 2014 г. РИА Новости (27.12.2012).
  10. НПО Лавочкина изготовило "протолетную" модель обсерватории "Спектр-РГ". РИА Новости (22.03.2013).
  11. Текущее состояние дел по проекту «Спектр-Рентген-Гамма» (недоступная ссылка). Пресс-служба НПО имени С. А. Лавочкина. Дата обращения 27 августа 2013. Архивировано 19 октября 2011 года.
  12. Запуск "Спектра-РГ" перенесут из-за неготовности немецкого телескопа. РИА Новости (27.08.2013).
  13. Запуск российского телескопа «Спектр-РГ» перенесли из-за немецких партнеров. lenta.ru (4 октября 2013).
  14. Ошибки в схемотехнике телескопов задержат запуск "Спектра-РГ" на 1,5 г, РИА Новости (26 декабря 2013).
  15. Космический телескоп "Спектр-РГ" прошел первую фазу наземных испытаний. РИА Новости (19.06.2015).
  16. Ученый: задержка запуска "Спектра-РГ" не связана с украинской ракетой. РИА Новости (21.12.2016).
  17. 1 2 Новости. НПО ИМ ЛАВОЧКИНА. НЕМЕЦКИЙ ТЕЛЕСКОП EROSITA ДОСТАВЛЕН НА ПРЕДПРИЯТИЕ. www.roscosmos.ru. Дата обращения 3 февраля 2017.
  18. 1 2 Запуск обсерватории "Спектр-РГ" отложен с марта на сентябрь 2018 года (17.05.2017).
  19. 1 2 Сроки пуска "Спектра-РГ" станут понятны после завершения комплексных испытаний в сентябре (22.08.2017).
  20. 1 2 3 Запуск орбитального телескопа «Спектр-РГ» отложен еще на год (рус.), Известия (19 декабря 2017). Дата обращения 25 декабря 2017.
  21. 1 2 Запуск российской обсерватории "Спектр-РГ" перенесен на март 2019 года (19.04.2018).
  22. СПЕКТР-РГ. Электрические испытания штатного образца бортового радиокомплекса с целевой аппаратурой прошли успешно. НПО им. Лавочкина (29.05.2018).
  23. НИЦ РКП. Завершены комплексные электрические испытания космического аппарата «Спектр-РГ». Роскосмос (17.09.2018).
  24. Совещание руководителей рабочих групп проекта «Спектр-РГ». Роскосмос (29.11.2018).
  25. Ученые рассчитывают увидеть с помощью аппарата «Спектр-РГ» вспышки 700 тыс. звезд. РИА Новости (22.04.2019).
  26. Украинский «Зенит» в пролёте: Российский «Спектр» выбирает «Протон-М». Дата обращения 9 января 2017.
  27. Источник: ракету "Протон-М" для запуска "Спектра-РГ" назвали в честь конструктора Челомея. ТАСС (02.07.2019).
  28. Космическая обсерватория «Спектр-РГ» полетит в космос в 2017 году (рус.), Рамблер/новости. Дата обращения 9 января 2017.
  29. Обсерватория «Спектр-РГ» отправится в космос на год позже, Известия. Дата обращения 9 января 2017.
  30. Роскосмос и Германский аэрокосмический центр подписали соглашение о сотрудничестве в реализации проекта «Спектр-РГ» (недоступная ссылка). Сайт РАН (19 августа 2009). Дата обращения 17 мая 2012. Архивировано 25 июля 2013 года.
  31. ИКИ РАН: телескоп "Спектр-РГ" составит рентгеновскую карту Вселенной. РИА Новости (24.12.2010).
  32. Ученый: задержка запуска "Спектра-РГ" не связана с украинской ракетой. РИА Новости (21.12.2016).
  33. Спектр-РГ хотят запустить на российском "Протоне", а не украинском "Зените". РИА Новости (06.12.2016).
  34. Разработчики назвали сроки запуска российской орбитальной обсерватории (29.01.2018).
  35. "Спектр-РГ" запустят в феврале-апреле 2019 года, рассказал источник. РИА Новости (11.07.2018).
  36. КА «Спектр-РГ» прошел испытания в тепловакуумной камере. НПО им. Лавочкина (18.09.2018).
  37. Источник рассказал, когда планируется запуск обсерватории «Спектр-РГ». РИА Новости (08.12.2018).
  38. Источник рассказал об отсрочке запуска космической обсерватории "Спектр-РГ". РИА Новости (30.12.2018).
  39. Запуск нового телескопа "Спектр-РГ" отложили, сообщил источник. РИА Новости (13.01.2019).
  40. Источник рассказал, когда утвердят новое "окно" для запуска "Спектра-РГ". РИА Новости (13.01.2019).
  41. Источник сообщил о переносе запуска телескопа "Спектр-РГ". РИА Новости (17.01.2019).
  42. Испытания новой обсерватории "Спектр-РГ" перед сдачей продлятся еще неделю. РИА Новости (17.01.2019).
  43. РАКЕТА-НОСИТЕЛЬ «ПРОТОН-М» ГОТОВА К ОТПРАВКЕ НА КОСМОДРОМ БАЙКОНУР ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ПО ПРОГРАММЕ «СПЕКТР-РГ». Центр им.Хруничева (18.01.2019).
  44. "Спектр-РГ" могут запустить во второй половине июня, сообщил источник. РИА Новости (18.01.2019).
  45. Источник назвал дату запуска космического телескопа "Спектр-РГ". РИА Новости (30.01.2091).
  46. В НПО имени Лавочкина рассказали, когда состоится запуск "Спектра-РГ". РИА Новости (30.01.2019).
  47. Точную дату запуска обсерватории "Спектр-РГ" определят на следующей неделе. ТАСС (21.02.2019).
  48. Ракета-носитель «Протон-М» отправлена на космодром Байконур для подготовки к запуску по программе «Спектр-РГ». Роскосмос (26.02.2019).
  49. Источник: космическую обсерваторию "Спектр-РГ" планируют запустить на орбиту 21-22 июня. ТАСС (02.03.2019).
  50. Запуск обсерватории "Спектр-РГ" планируется на 21 июня. ТАСС (02.04.2019).
  51. Космический аппарат «Спектр-РГ» доставлен на космодром Байконур. Роскосмос (25.04.2019).
  52. Источник назвал причину переноса пуска ракеты "Протон-М". РИА Новости (21.06.2019).
  53. Источник: запуск ракеты "Протон-М" перенесли из-за замечания к аппарату "Спектр-РГ". ТАСС (21.06.2019).
  54. Источник: запуск ракеты "Протон-М" перенесли из-за замечания к аппарату "Спектр-РГ". ТАСС. Дата обращения 21 июня 2019.
  55. Космическую обсерваторию "Спектр-РГ" запустят не ранее 12 июля. ТАСС (21.06.2019).
  56. В Роскосмосе назвали перенос запуска "Спектра-РГ" перестраховочной мерой. РИА Новости (21.06.2019).
  57. Запуск «Спектр-РГ» перенесен на 12 июля. Роскосмос (21.06.2019).
  58. Источник рассказал, что вызвало проблему с телескопом "Спектр-РГ". РИА Новости (22.06.2019).
  59. Источник сообщил о решении проблемы, вызвавшей перенос запуска "Спектра-РГ". РИА Новости (02.07.2019).
  60. Космическую обсерваторию "Спектр-РГ" запустят 12 июля. ТАСС (05.07.2019).
  61. Предпусковые испытания на Байконуре. Роскосмос (11.07.2019).
  62. Новости. О пуске ракеты-носителя «Протон-М». www.roscosmos.ru. Дата обращения 12 июля 2019.
  63. "Роскосмос" назвал причину переноса пуска "Протона-М". РИА Новости (16.07.2019).
  64. Источник назвал проблему, вызвавшую перенос пуска "Протона-М". РИА Новости (17.07.2019).
  65. "Головной блок в составе разгонного блока ДМ-03 и космической обсерватории "Спектр-РГ" отделился от третьей ступени ракеты-носителя". ТАСС. Дата обращения 14 июля 2019.
  66. Российские телескопы наблюдают космический аппарат «Спектр-РГ». ИКИ РАН (20.07.2019).
  67. Орбитальный телескоп "Спектр-РГ" преодолел половину пути до рабочей точки. РИА Новости (21.07.2019).
  68. Скорость полета космической обсерватории "Спектр-РГ" снизят. ТАСС (22.07.2019).
  69. Проведена плановая коррекция орбиты КА "Спектр-РГ". НПО им. Лавочкина (23.07.2019).
  70. "Спектр-РГ" скорректировал орбиту на пути к рабочей точке. РИА Новости (23.07.2019).
  71. The front lid of #eROSITA is open since last night!!!. Peter Predehl (24.07.2019).
  72. «Спектр-РГ» открывает «глаза» — Спектр-Рентген-Гамма (рус.)  (неопр.) ?. ИКИ РАН (23 июля 2019). Дата обращения 24 июля 2019.
  73. Получены первые научные данные с телескопа ART-XC. ИКИ РАН (24.07.2019).
  74. Jonathan McDowell. Twitter (27.07.2019).
  75. Первый свет» ART-XC: «телескоп работает так, как мы ожидали». ИКИ РАН (02.08.2019).
  76. Первое изображение с телескопа ART-XC космической обсерватории Спектр-РГ !. moisav (30.07.2019).
  77. Первый свет обсерватории Спектр-РГ. ИКИ РАН (31.07.2019).
  78. «Первый свет» ART-XC: «телескоп работает так, как мы ожидали». ИКИ РАН (02.08.2019).
  79. eROSITA. Twitter (31.07.2019).
  80. Вторая коррекция траектории перелёта «Спектр-РГ». НПО им. Лавочкина (07.08.2019).
  81. Спектр-РГ: Месяц в полете. ИКИ РАН (13.08.2019).
  82. Орбиту обсерватории "Спектр-РГ" скорректируют еще три раза. ТАСС (23.07.2019).
  83. Rogozin. Twitter (23.07.2019).
  84. A Further X-ray Flare from Sgr A* Detected by Swift. The Astromoner's Telegram (09.08.2019).
  85. Черная дыра в центре Млечного Пути внезапно проснулась, заявляют ученые. РИА Новости (12.08.2019).
  86. "Спектр-РГ" обнаружил необычную активность черной дыры в центре галактики. РИА Новости (14.08.2019).
  87. ART-XC/SRG observes activity from Sgr A*. The Astromoner's Telegram (13.08.2019).
  88. ART-XC/SRG continues to see activity from Sgr A*. The Astromoner's Telegram (18.08.2019).
  89. ART-XC продолжает наблюдать активность Sgr A*. ИКИ РАН (19.08.2019).
  90. Статус миссии — Страница 2 — Спектр-Рентген-Гамма (рус.)  (неопр.) ? (19.04.2018). Дата обращения 13 июля 2019.
  91. РФ запускает телескоп для изучения темной энергии. Рамблер/новости. Дата обращения 13 июля 2019.
  92. ОКБ «Факел»: КА «Спектр-РГ» выведен на целевую орбиту. ОКБ «Факел» (24.07.2019).
  93. Отдел астрофизики высоких энергий ИКИ РАН
  94. eROSITA on SRG: a X-ray all-sky survey mission
  95. НПО им. Лавочкина. О проекте
  96. Звездные волны: «Спектр-РГ» увидит Вселенную в рентгеновском диапазоне. Известия (12.07.2019).
  97. Мы проведем тотальную перепись. N+1 (20.06.2019).
  98. В Евпатории к 2020 году восстановят станцию дальней космической связи. РИА Новости (02.04.2019).
  99. Станция в Крыму выйдет на связь с обсерваторией "Спектр-РГ" в 2020 году. РИА Новости (15.07.2019).
  100. Радиотелескоп в Крыму хотят использовать для проекта "Миллиметрон". РИА Новости (28.07.2019).
  101. Мы проведем тотальную перепись. N+1 (20.06.2019).
  102. Крупномасштабное распределение галактик
  103. Новости космонавтики (недоступная ссылка). Дата обращения 11 февраля 2010. Архивировано 7 декабря 2008 года.
  104. Ученый рассказал о карте Вселенной, которую сделает телескоп "Спектр-РГ". ТАСС (13.07.2019).
  105. 1 2 3 Алексей Понятов. «Спектр-РГ». Обсерватория для нового обзора неба // Наука и жизнь. — 2019. — № 8. — С. 2-10.
  106. Срок работы космической обсерватории "Спектр-РГ" сократили на полгода. РИА Новости (05.10.2018).
  107. Проект, которым можно гордиться. Meduza (13.07.2019).
  108. Первое пусковое окно для старта миссии "Спектр-РГ" откроется в 2013 г, РИА Новости (13 декабря 2011 года).
  109. Россия составит карту Вселенной (05.10.2017).
  110. Стоимость немецкого телескопа eRosita составила €90 млн. ТАСС (03.02.2017).
  111. [http://www.zakupki.gov.ru/epz/purchaseplanfz44/printForm/view.html?printFormId=11842538 ПЛАН закупок товаров, работ, услуг для обеспечения федеральных нужд на 2018 финансовый год и на плановый период 2019 и 2020 годов] (26.01.2018).
  112. ПЛАН закупок товаров, работ, услуг для обеспечения федеральных нужд на 2018 финансовый год и на плановый период 2019 и 2020 годов. Роскосмос (24.10.2018).
  113. Запуск обсерватории "Спектр-РГ" застрахуют за 752 млн рублей. Интерфакс (11.06.2019).

Ссылки[править | править код]