Проект Радиоастрон

О проекте "Радиоастрон"

Российская обсерватория для изучения Вселенной выведена на орбиту.
18 июля 2011 года Российская астрофизическая обсерватория «Спектр-Р» достигла целевой орбиты.
Пуск ракеты космического назначения «Зенит-3М» с разгонным блоком «Фрегат-СБ» и космическим аппаратом «Спектр-Р» состоялся с Байконура.
КА "Спектр-Р» международного проекта "Радиоастрон" создан в рамках Федеральной космической программы.

Задачи нового радиотелескопа:
- изучение галактик и квазаров в радиодиапазоне
- исследование черных дыр и нейтронных звезд в Млечном Пути
- исследование регионов, непосредственно прилегающих к массивным черным дырам
- получение информации о пульсарах и межзвездной плазме
- изучение темной материи, строения и динамики у областей звездообразования в нашей Галактике.
- помощь в создании высокоточной астрономической координатной системы и высокоточной модели гравитационного поля Земли.
Планируется, что «Спектр-Р» проработает на орбите не менее 5 лет.

Космический аппарат был построен в ФГУП «НПО имени Лавочкина». Разработчиками комплекса научной аппаратуры являются Астрокосмический центр Физического института Российской Академии наук имени Лебедева (ФИАН) и зарубежные партнеры.

Международная орбитальная астрофизическая обсерватория "Радиоастрон" будет работать совместно с глобальной наземной сетью радиотелескопов, образуя единый наземно-космический интерферометр.
Российские астрофизики полагают, что проект проложит дорогу следующим проектам по исследованию дальнего космоса, таким, как "Спектр-Рентген-Гамма".
Главный конструктор спутников серии "Спектр" – Владимир Бабышкин.
Спутник "Спектр-Р" с телескопом "Радиоастрон" называют едва ли не самым сложным из всех, которые когда-либо создавались в нашей стране.

«Радиоастрон» – уникальный космический радиотелескоп. Диаметр его антенны – 10 метров. Для Земли – ничего особенного, по всему миру есть телескопы гораздо большего диаметра. Однако наземных средств уже не хватает, чтобы заглянуть в самые дальние уголки Вселенной. Необходима единая система: телескопы в космосе и на Земле смотрят на какой-то объект и образуют один огромный телескоп. Это - космический интерферометр. Чем выше орбита спутника, тем больше диаметр этого воображаемого телескопа. Диаметр у "Радиоастрона" - 350 тысяч километров, расстояние почти до Луны.
Схема такова: сигнальный луч с «Радиоастрона» направляется в какую-либо точку Вселенной, и в ту же точку направляется луч с наземного радиотелескопа. Сигналы отражаются, возвращаются, антенны принимают их, а затем данные сводятся в общую картину. Пары астрономических инструментов, разнесённые орбитой спутника на громадное расстояние, позволяют значительно увеличить чёткость получаемого изображения. С чем сравнить эту чёткость? Например, можно уловить излучение микрообъектов, угловые размеры которых сравнимы с фасолиной на поверхности Луны. C помощью "Радиоастрона" и его наземных "партнеров" астрономы увидят космические объекты с разрешением до семи микросекунд, что превышает возможности космического телескопа "Хаббл" более чем в тысячу раз.
Космический радиотелескоп будет работать в комплексе с крупнейшими наземными радиотелескопами Австралии, Англии, Германии, России, США, Украины, образуя единый наземно-космический интерферометр очень высокого углового разрешения. В частности, в проекте будут участвовать сеть российских телескопов "Квазар", американские радиообсерватории "Аресибо" и "Грибанк", германская обсерватория в Эффельсберге, ряд других установок.
Чтобы бесперебойно следить за орбитой спутника, в трех точках планеты будут работать наземные станции управления и сбора информации. Одна из них – в подмосковном Пущино. Станция слежения в Пущино, где находится старейшая радиоастрономическая обсерватория ФИАН, успешно протестирована и готова к работе.

Вот что рассказал директор Пущинской радиоастрономической станции ФИАН доктор физико-математических наук Рустам Дагкесаманский:
- С помощью «Радиоастрона» будет проводиться изучение компактных объектов, в частности, активные ядра галактик. Это – очень интересные объекты – сверхмассивные чёрные дыры, причём, находящиеся довольно далеко от Земли: примерно на расстоянии миллиарда световых лет.
- В чём заключается участие вашей обсерватории в этом проекте?
- В 1990 году был создан Астрокосмический центр, и у нас в Пущине был построен специальный полигон для испытания радиоастрономических объектов. В 2003 году на нём проводились испытания десятиметрового зеркала для «Спектр-Р». Наряду с зарубежными обсерваториями, мы будем отправлять сигналы в дальний космос, но, кроме того, в наши задачи входит приём сигналов со спутника на наш двадцатидвухметровый радиотелескоп.
Надо добавить, что проект «Радиоастрон» нацелен на широкие перспективы международного сотрудничества. Так, детектор космического мусора и метеоритов для аппарата «Спектр-Р» разработал Институт Маха (ФРГ).
Для аппарата «Спектр-РГ», запуск которого намечен на 2013 год, основную полезную нагрузку делает также германский Институт внеземной физики Макса Планка. А будет ещё и «Спектр-УФ»… И, конечно же, новые открытия учёных.

Руководитель Астрокосмического центра ФИАН, академик РАН Николай Кардашев о проекте «Радиоастрон»:
- Впервые появится возможность получить детальное изображение, увидеть глубоко детально те объекты, которые в настоящем мы видим просто как объекты, излучающие радиосигнал, и никакой формы, никаких представлений о том, что происходит в центральных областях, мы не знаем.
- Проект открывает невероятные перспективы: исследования таинственных "кротовых нор" – предположительно, это переходы в иные пространства и из одной части Вселенной в другую.
- "Радиоастрон" будет искать жизнь в глубинах Вселенной.
- По своей разрешающей способности эта космическая система – так называемый радиоинтерферометр. Она эквивалента радиотелескопу. При высоте орбиты, на которой будет работать "Радиоастрон", а это 350 тысяч километров, разрешающая способность обсерватории составит 100-тысячные доли угловой секунды.
- Сильно вытянутая орбита "Радиоастрона" идеально подойдет для почти непрерывного мониторинга параметров межпланетной среды на больших удалениях от Земли. Это позволит детально изучить плазму солнечного ветра, активные ядра галактик, окрестности "черных дыр", а также квазары. Эти объекты находятся от Земли так далеко, что различить их структуру с помощью использовавшихся до последнего времени инструментов было невозможно.

Старший научный сотрудник АКЦ ФИАН Юрий Ковалев:
"Мы ожидаем впервые получить возможность исследовать область, где одни из самых энергичных, мощных космических объектов формируются, понять каким образом происходит это формирование. Подойти очень близко к сверхмассивным черным дырам, объектам, масса которых настолько велика, что даже свет оттуда не может выйти. Многие до сих пор считают их загадочными, не верятЗаглянуть в "черные дыры" в теории невозможно даже с помощью такого грозного оружия, как "Радиоастрон". Но можно в деталях изучить их поверхность.

Заместитель директора Пущинской радиоастрономической обсерватории АКЦ ФИАН Игорь Чашей:
"Современная радиоастрономия позволяет исследовать очень удаленные объекты Галактики или скопления галактик, которые образовались миллиарды лет назад. Принимая излучение от этих объектов, мы можем судить о том, что было на ранних стадиях возникновения Вселенной".

В Астрофизическом центре ФИАН будут принимать снимки из нашей и далеких галактик и обрабатывать по сложнейшим математическим алгоритмам с помощью суперкомпьютера.
К этому результату конструкторы, инженеры, ученые шли долгие годы. Создание Российский космический радиотелескоп «Радиоастрон» было начато ещё в 80-х годах прошлого века. Завершение проекта затянулось. Однако за это время удалось его усовершенствовать и довести начатое до финала.

"Здесь очень много людей, которые потратили примерно треть жизни на этот проект", - говорит главный конструктор АКЦ ФИАН Валерий Васильков.

Мечты о космосе двигают астрофизиков вперед. В планах на будущее - запустить аппарат "Миллиметрон", уже за Луну - на орбиту вокруг так называемой точки Лагранжа Л2, она в полутора миллионах километров от Земли.

"Принимая во внимание новые концепции космологии о темной материи, темной энергии, я думаю, что современная астрофизика находится на пороге революции, - говорит Сергей Лихачев. - Я думаю, что в ближайшие 10-15 лет произойдет изменение нашего понимания о Вселенной. И, безусловно, такие миссии, как "Радиоастрон" и будущая миссия "Миллиметрон", которая запланирована на 2018 год, как раз подвигают астрофизику к таким революционным изменениям".
Найти границы Вселенной или узнать, что их не существует, пересчитать галактики, узнать тайну черных дыр - многие загадки, над которыми бились ученые нескольких поколений, в скором времени могут быть отгаданы.

Источники:
http://www.federalspace.ru/main.php?id=2&nid=17569
http://www.vesti.ru/doc.html?id=429883&cid=10
http://badnews.org.ru/news/radioastron_v_1000_raz_tochnee_khabbla/2011-04-10-7536
http://www.warandpeace.ru/ru/news/view/59300/

Еще материалы о «Радиоастроне»:

1) «Проект Радиоастрон и космическая радиоастрономия» - статья академика Н.С. Кардашёв, руководителя астрокосмического центра Физического института им. П.Н. Лебедева РАН http://www.federalspace.ru/main.php?id=148
2) Статья о проекте – в журнале «Русский Репортер» №16 (95) от 30 апреля 2009
http://www.rusrep.ru/2009/16/krivaya_vselennaya/
3) Более полная информация об общем описании, конструкциях космического аппарата, его орбите, о передаче научных данных, наземной поддержке, наблюдениях и прочем можно почитать и посмотреть на странице Проекта РадиоАстрон. http://www.asc.rssi.ru/radioastron/rus/index.html

«Радиоастрон» перевыполняет план

Международная космическая обсерватория «Радиоастрон» приступила к научной программе на два месяца раньше намеченного срока.

Первым объектом наблюдения стала далёкая галактика BL Lacertae. Для космического радиоинтерферометра она — идеальный первый объект исследования благодаря яркости и компактности своего ядра. Дополнительный интерес к первым измерениям возникает из-за того, что в декабре 2011 г. в галактике BL Lacertae произошла самая яркая вспышка радиоизлучения за последние годы. По словам старшего научного сотрудника Астрокосмического центра ФИАН Юрия Ковалева, если всё сложится удачно, то мы скоро узнаем, что происходит в ядре этой интересной активной галактики.

Космический интерферометр «Радиоастрон» фиксирует радиоизлучение от различных космических объектов. Один из его радиотелескопов («Спектр-Р») вынесен в космос, а другие находятся на Земле — на территории России, Украины, США, Германии, Пуэрто-Рико, Австралии. Чем больше расстояние между радиотелескопами, тем лучше «зоркость» радиоинтерферометра или, выражаясь научным языком, угловое разрешение. Однако сегодня возможности увеличения базы наземных инструментов практически исчерпаны. На Земле нельзя разнести антенны дальше, чем на 12 тыс. км. Кроме того, телескопы на разных континентах из-за вращения планеты не могут одновременно наблюдать одну и ту же точку звёздного неба. Поэтому астрофизики пришли к мысли о необходимости использования космических интерферометров. Наземно-космическая обсерватория «Радиоастрон», как считают учёные, позволит получить детальные изображения объектов с беспрецедентным разрешением (до миллионных долей угловой секунды), которые сегодня видимы только как некие тела, излучающие радиосигнал.

По плану первые шесть месяцев реализации проекта должны были уйти на координацию параметров орбиты «Спектра-Р», инженерные тесты и отладку связи с наземными радиотелескопами. После чего должно было начаться выполнение ранней научной программы (продолжительностью 6-12 месяцев), и затем так называемых ключевых или инициативных научных программ. Но фактически к ранней научной программе «Радиоастрон» приступил уже 10 декабря 2011 г., что стало возможным благодаря быстрой наладке синхронизации работы космических и наземных радиотелескопов.

Ранее во Вселенной были обнаружены интенсивные нетепловые процессы, связанные с ускорением электронов до очень высоких энергий. Синхротронное излучение таких электронов наблюдается в основном в радиодиапазоне. Учёные предполагают, что ускорение электронов связано со взрывами звёзд — появлением так называемых сверхновых звёзд, которые рассматриваются как основной источник космических лучей в галактике. Сходные процессы протекают также в массивных ядрах галактик. Поэтому важное значение приобрели исследования эволюции и равновесия больших газовых масс, а также звёзд.

Первые результаты сканирования космическим радиотелескопом (так называемый «первый свет») на длине волны 18 и 92 см получены 27 сентября 2011 г. — первым увиденным объектом стала сверхновая Кассиопея А. Также было получено изображение Юпитера на длине волны 1,35 см. 29 и 30 октября 2011 г. «Спектр-Р» в ходе тестовых работ произвёл наблюдения мазера W3(OH) в созвездии Кассиопеи. А 14 и 15 ноября успешно прошли одновременные наблюдения на трёх российских радиотелескопах, образующих радиоинтерферометрическую сеть «Квазар» (РТ-32 «Светлое», РТ-32 «Зеленчукская» и РТ-32 «Бадары»), и украинском РТ-70 «Евпатория». Объектами наблюдения были пульсар B0531+21 в Крабовидной туманности и квазары 0016+0731 и 0212+735.

В дальнейшем предполагается изучить активные ядра галактик; горячие мазерные пятна в областях образования звёзд (источники мощного когерентного радиоизлучения в отдельных линиях молекул межзвёздного газа), пульсары – небольшие тяжёлые нейтронные звёзды с радиусом около 10 км, которые вращаются с огромной скоростью, испуская регулярные радиоимпульсы, и межзвёздную среду. Предполагается измерить расстояния до некоторых космических объектов и провести ряд гравитационных экспериментов.

Расчетный срок службы космического радиотелескопа «Спектр-Р» (а вместе с ним и действия проекта «Радиоастрон») около 5 лет. При этом с орбиты он сойдёт примерно через 9 лет, после чего войдёт в плотные слои атмосферы и сгорит.

Автор: Сергей Смирнов http://www.nkj.ru/news/20310/