Op 13 juli 2019 vond een mijlpaallancering voor de nationale kosmonauten plaats vanaf de kosmodroom van Baikonoer. Het unieke orbitale observatorium "Spektr-RG" ging op weg om de eindeloze ruimten te ploegen, zijn vlucht is al bijna vijf dagen aan de gang. De unieke telescoop werd de ruimte in gelanceerd door de Russische zware draagraket "Proton-M" met de bovenste trap DM-03. Twee uur na de lancering scheidde het Spektor-RG orbitale observatorium zich met succes van de bovenste trap. Naar verwachting zal de nieuwe röntgentelescoop na ongeveer 100 dagen vliegen de nabijheid van het L2 Lagrange-punt innemen, waarna hij het heelal kan gaan observeren.
Opgemerkt moet worden dat de "Spectrum-RG" al het tweede wetenschappelijke apparaat van de "Spectrum"-serie is. Het eerste Russische ruimtevaartuig Spektr-R (Radioastron) werd op 18 juli 2011 met succes in een baan om de aarde gelanceerd. De levenscyclus eindigde in januari 2019. Het derde en vierde ruimtevaartuig van de Spectrum-serie zijn momenteel in ontwikkeling. Dit zijn de nieuwe ruimtetelescopen Spektr-UF (Ultraviolet) en Spektr-M (Millimetron), die Roskosmos in nauwe samenwerking met andere staten ontwikkelt. De lancering van deze twee telescopen zal niet eerder dan 2025 plaatsvinden, terwijl de internationale wetenschappelijke gemeenschap er veel hoop op heeft, aangezien beide projecten uniek zijn en nieuwe mogelijkheden bieden voor het bestuderen van de ruimte. De apparaten zullen naar verwachting helpen bij het beantwoorden van veel vragen op het gebied van astrofysica en kosmologie.
Project "Spectrum-RG"
Er zijn meer dan 30 jaar verstreken van het idee tot de uitvoering van het project. Het concept van een nieuw wetenschappelijk ruimtevaartuig werd in 1987 ontwikkeld. Vertegenwoordigers van de Sovjet-Unie, Oost-Duitsland, Finland, Italië en Groot-Brittannië werkten samen om een astrofysisch observatorium te creëren. Het ontwerp van het apparaat begon in 1988. Dit proces werd toevertrouwd aan de ingenieurs van de Lavochkin Scientific and Production Association, en het Space Research Institute van de USSR Academy of Sciences was betrokken bij de coördinatie van het werk aan het project.
De daaropvolgende ineenstorting van de USSR, industriële en economische problemen aan het eind van de jaren tachtig en het begin van de jaren negentig en chronische onderfinanciering van het werk hebben de voorbereiding van het Spektr-RG-observatorium ernstig vertraagd. Het project liep vertraging op, toen de financiering verscheen, doken er nieuwe problemen op. Gedurende deze tijd zijn de vulling en de samenstelling van de uitrusting van het apparaat meerdere keren volledig bijgewerkt, de technologieën staan, zoals u weet, niet stil. Ook de samenstelling van de projectdeelnemers veranderde, uiteindelijk bleef naast Rusland ook Duitsland in het project. De overeenkomst tussen het Federale Ruimteagentschap, vertegenwoordigd door Roscosmos en het Duitse Lucht- en Ruimtevaartcentrum (DLR), werd in 2009 ondertekend als onderdeel van de MAKS-2009 International Aviation and Space Salon. De samenstelling van de wetenschappelijke taken die door het apparaat werden opgelost, veranderde ook, omdat sommige niet langer interessant waren voor onderzoekers. Als gevolg hiervan werd het uiteindelijke uiterlijk van het ruimtevaartuig in de vorm waarin het de ruimte in werd gelanceerd pas een paar jaar geleden gevormd, en het proces van zijn coördinatie nam ook enige tijd in beslag. Tegelijkertijd hadden onze Duitse partners ook te maken met problemen in het productieproces van het apparaat.
In de voltooide vorm is het nieuwe orbitale astrofysische observatorium "Spectrum-RG" ("Spectrum-Rengten-Gamma") bedoeld om een volledige kaart van het heelal in het röntgenbereik van het spectrum samen te stellen. Opgemerkt moet worden dat dit de eerste telescoop in de Russische geschiedenis is (rekening houdend met de Sovjetperiode) die is uitgerust met optica met schuine inval. De komende vijf jaar zal het Spektr-RG-observatorium het enige röntgenastronomieproject ter wereld worden. Zoals opgemerkt in Roskosmos, zal het onderzoek van de hele hemel door het moderne orbitale observatorium "Spektr-RG" een nieuwe stap zijn in de röntgenastronomie, die zich 55 jaar geleden actief begon te ontwikkelen.
De rollen in het Spektr-RG-project zijn als volgt verdeeld. De satelliet (Navigator-platform) is een Russische ontwikkeling, de lancering vanuit Baikonoer is Russisch (Proton-M-raket), de belangrijkste telescoop is de Duitse eROSITA, de aanvullende, begeleidende is de Russische ART-XC. Beide spiegeltelescopen, die werken volgens het principe van röntgenoptica met schuine inval, zijn unieke ontwikkelingen die zijn ontworpen om elkaar aan te vullen, waardoor het observatorium de mogelijkheid krijgt om een volledig beeld van de sterrenhemel te krijgen met een nooit eerder gebruikte recordgevoeligheid.
Orbitaal observatorium "Spektr-RG"
De unieke röntgentelescoop, gelanceerd op 13 juli, bestaat uit verschillende hoofdeenheden. Het orbitale observatorium Spektr-RG omvat een basismodule van servicesystemen, waarvan de ontwikkeling de verantwoordelijkheid was van de ingenieurs van de Russische NPO. Lavochkin. Deze module is door hen ontwikkeld op basis van de multifunctionele servicemodule "Navigator", die zich al met succes in een aantal ruimteprogramma's had bewezen. Naast de basismodule omvat het orbitale observatorium een complex van wetenschappelijke apparatuur, de basis van het complex bestaat uit twee röntgentelescopen. Volgens de officiële website van het bedrijf Roscosmos is de totale massa van het Spektr-RG-ruimtevaartuig met brandstof 2712,5 kg, het laadvermogen 1210 kg, het elektrische vermogen van het observatorium 1805 W, de gegevensoverdrachtsnelheid (wetenschappelijke informatie) 512 Kbit / s, periode van actief wetenschappelijk werk - 6, 5 jaar.
De belangrijkste uitrusting van het orbitale observatorium, dat nu zijn weg vindt naar het L2 Lagrange-punt, zijn unieke röntgenspiegeltelescopen gemaakt door ontwerpers uit Duitsland en Rusland. Beide telescopen werken volgens het principe van röntgenoptica met schuine inval. Zoals opgemerkt in Roskosmos, hebben röntgenfotonen een zeer hoge energie. Om van een spiegelend oppervlak te kaatsen, moeten fotonen het onder een zeer kleine hoek raken. Om deze reden zijn de röntgenspiegels die worden gebruikt in de telescopen van het Spektr-RG orbitale observatorium speciaal langwerpig gemaakt en om het aantal geregistreerde fotonen te vergroten, worden de spiegels in elkaar gestoken, wat resulteert in een systeem bestaande uit meerdere schelpen. Zowel de Duitse als de Russische röntgentelescopen zouden uit zeven modules met röntgendetectoren bestaan.
Voor de creatie en productie van de Russische röntgentelescoop, die de aanduiding ART-XC kreeg, hebben de ingenieurs van het Space Research Institute van de Russische Academie van Wetenschappen, die nauw samenwerkten met het Russische Federale Nucleaire Centrum in Sarov, verantwoordelijk waren. De ART-XC-röntgentelescoop, gemaakt door Russische wetenschappers, breidt de mogelijkheden en het bedrijfsenergiebereik van de Duitse assemblage-eROSITA-telescoop uit naar hogere energieën (tot 30 keV). De energiebereiken van de twee röntgentelescopen die aan boord van het Spektr-RG-ruimtevaartuig zijn geïnstalleerd, overlappen elkaar, wat wetenschappelijke apparatuur een voordeel biedt wat betreft het vergroten van de betrouwbaarheid van onderzoeksresultaten en het uitvoeren van kalibraties van apparatuur in een baan om de aarde.
De ingenieurs van het Max Planck Instituut voor Buitenaardse Fysica waren verantwoordelijk voor de creatie en productie van de Duitse röntgentelescoop, eROSITA genaamd. Zoals opgemerkt op de officiële website van Roskosmos, zal een in Duitsland gemaakt wetenschappelijk apparaat het voor het eerst in de geschiedenis mogelijk maken om de hele sterrenhemel te overzien in het energiebereik van 0,5 tot 10 keV. Tegelijkertijd merken experts op dat de in Duitsland geproduceerde telescoop meer "grote ogen" heeft, dat het volledige gezichtsveld en de hoekresolutie hoger zijn dan die van de Russische telescoop ART-XC. Tegelijkertijd is eROSITA inferieur aan de Russische telescoop wat betreft het energiebereik. Daarom vullen de twee röntgentelescopen aan boord van ruimtevaartuig Spektr-RG elkaar aan en zijn ze verantwoordelijk voor het oplossen van verschillende problemen.
Vluchtprogramma en wetenschappelijke betekenis
Het wetenschappelijke onderzoeksprogramma gaat ervan uit dat het nieuwe Spektr-RG-ruimtevaartuig 6, 5 jaar lang zal worden gebruikt voor verschillende astrofysische waarnemingen en wetenschappers zal helpen bij het beantwoorden van veel vragen op het gebied van astrofysica en kosmologie. Gedurende vier jaar zal het observatorium werken in de modus van het scannen van de sterrenhemel, de resterende 2,5 jaar - in de modus van puntobservatie van verschillende ruimtevoorwerpen in de modus van triaxiale stabilisatie op basis van aanvragen ontvangen van de wetenschappelijke wereldgemeenschap. Het is de bedoeling om zowel individuele ruimtevoorwerpen die van belang zijn voor wetenschappers als geselecteerde gebieden van de hemelbol te observeren. Inclusief in het röntgenbereik van harde energie tot 30 keV, dankzij de Russische röntgentelescoop. Nog 100 dagen (ongeveer drie maanden) zullen de ruimtetelescoopvlucht van de aarde naar het L2 Lagrange-punt en de eerste testwaarnemingen van hemellichamen kosten.
Het ruimtevaartuig wordt niet per ongeluk in een baan om de aarde gelanceerd op het L2-punt op een afstand van ongeveer 1,5 miljoen kilometer van de aarde. Dit punt wordt als het meest geschikt beschouwd om de hele hemel te onderzoeken. Zoals experts opmerken, zal het ruimteobservatorium, draaiend rond zijn as (komt ongeveer overeen met de richting naar de zon), in staat zijn om een volledig onderzoek van de hemelbol in zes maanden uit te voeren, terwijl de zon niet in zijn gezichtsveld zal zijn. Over vier jaar zal het wetenschappelijke apparaat in staat zijn om 8 onderzoeken van de hele hemel tegelijk uit te voeren, waardoor wetenschappers veel nieuwe astrofysische informatie kunnen verkrijgen. Tegelijkertijd zal het vanwege corrigerende manoeuvres nodig zijn om een nogal complex probleem op te lossen, dat erin bestaat het ruimtevaartuig op een bepaald punt in een baan om de aarde te houden.
Het is bekend dat alle gegevens van de Russische telescoop ART-XC volledig bij Rusland zullen horen, en de gegevens van de eROSITA-telescoop zijn in tweeën gedeeld tussen Rusland en Duitsland. Hoe grappig het ook mag klinken, er werd besloten om de lucht in twee delen te verdelen. Alle gegevens over de ene helft van de lucht voor 4 jaar onderzoek, wanneer de telescoop het heelal zal scannen, zullen eigendom zijn van Rusland en van de andere helft van de lucht - naar Duitsland. In de toekomst bepalen de landen zelf hoe ze over de ontvangen data beschikken, hoe ze informatie delen met andere landen en in welke mate.
De belangrijkste missie van het Spektr-RG-apparaat is het samenstellen van een gedetailleerde "kaart" van het heelal in het röntgenspectrum met de kernen van actieve sterrenstelsels en grote clusters van sterrenstelsels. Wetenschappers hopen dat het in 6, 5 jaar actief wetenschappelijk werk van het observatorium de mensheid zal helpen bij het ontdekken van honderdduizenden sterren met actieve corona, tienduizenden stervormende sterrenstelsels en ongeveer drie miljoen superzware zwarte gaten, evenals een een groot aantal andere objecten, die onze kennis van het heelal aanzienlijk zullen vergroten, zullen helpen om de evolutieprocessen ervan beter te begrijpen. Er wordt ook verwacht dat het nieuwe ruimtevaartuig zal helpen bij het onderzoeken van de eigenschappen van heet interstellair plasma. Het werk van het observatorium is van groot belang voor alle internationale wetenschap. In feite maakt het nieuwe ruimtevaartuig het mogelijk om gegevens te verkrijgen over alle astronomische objecten die de wetenschap kent.
Een grootschalige kaart van ons universum die wetenschappers nog niet hebben gehad, lijkt op tijdreizen, wat een groot aantal vragen zal helpen beantwoorden. Een van de belangrijkste vragen, die de Spectr-RG-telescoop de mensheid zal helpen beantwoorden, is de vraag hoe de evolutie van clusters van sterrenstelsels plaatsvond gedurende het hele bestaan van ons heelal.
