Спутник ФКИ. Chandra. [Редактировать]

Космическая рентгеновская обсерватория «Чандра» (космический телескоп «Чандра») — была запущенная НАСА 23 июля 1999 года (при помощи шаттла «Колумбия») для исследования космоса в рентгеновском диапазоне. Чандра — третья обсерватория из четырёх запущенных НАСА в конце 20 начале 21 века. Первым был телескоп Хаббл, вторым Комптон и четвёртым Спитцер. Обсерватория была задумана и предложена НАСА в 1976 году Риккардо Джаккони и Харви Тананбаумом как развитие запускаемой в то время обсерватории HEAO-2. 

В 1992 году, ввиду уменьшения финансирования, конструкция обсерватории была значительно изменена — были убраны 4 из 12 запланированных рентгеновских зеркала и 2 из 6 запланированных фокальных приборов. Чтобы компенсировать сокращение числа зеркал и приборов, для "Чандры" была предесмотрена очень высокая и вытянутая орбита. Дело в том, что наземные телескопы могут быстро переключаться с одной цели на другую, а большинство космических телескопов поворачиваются вокруг неба очень медленно, тратя для того, чтобы навестить с одной стороны неба на другую, приблизительно 30 минут. Таким образом, когда Земля блокирует поле зрения низкоорбитального телескопа на несколько сотен километров, достаточного времени просто не хватает для того, чтобы перевести их на другую цель в противоположной области неба, поэтому изображение или запись спектра обрывается, а наблюдения возобновляются лишь после того, как Земля уходит из поля зрения. Из-за этого низкоорбитальные спутники теряют почти половину своего потенциального наблюдательного времени. Высокая орбита "Чандры" позволяет использовать 80% наблюдательного времени для сбора научной информации. Недостаток же столь высокой орбиты заключается в том, что ее не может достичь шаттл, а поэтому инструменты на обсерватории в случае неисправности или появления новых модификаций заменить нельзя. Поэтому к качеству конструирования, строительства и тестирования телескопа, расчитанного на 5-летнюю работу в космосе, предъявлялись очень высокие требования.

Взлётная масса AXAF/Чандра составляла 22 753 кг, что является абсолютным рекордом массы, когда-либо выведенной в космос космическими челноками шаттлами. Основную массу комплекса «Чандра» составляла ракета, позволившая вывести спутник на орбиту, апогей которой составляет приблизительно треть расстояния до Луны. Станция проектировалась на период работы, равный 5 годам, однако 4 сентября 2001 года в НАСА было принято решение продлить срок службы на 10 лет, благодаря выдающимся результатам работы.

Обсерватория "Чандра" состоит из 3 основных частей: рентгеновского телескопа, научных инструментов и космического аппарата, обеспечивающего доставку телескопа на орбиту. Инструментальный модуль позволяет перемещать инструменты как в фокальную плоскость телескопа, так и обратно. Кроме того, модуль содержит электронику, контролирующую работу инструментов. Большое внимание уделено системе теплового контроля, обеспечивающей температурный контроль на всей обсерватории и особенно вблизи рентгеновских зеркал, так как даже незначительные изменения температуры могут повлечь за собой изменение фокуса зеркал и ухудшение качества изображений. Бортовой компьютер станции с программой наблюдения хранит собираемую информацию, которая регулярно передается на Землю во время сеансов связи.

Зеркала телескопа: рентгеновская астрономия долго не могла стать телескoпической из-за осoбых свойств отражения рентгеновских фотонов, которые в большинстве случаев благодаря своей большой энергии не отражаются от пoверхности зеркала, а проникают в его толщу. И только лучи, падающие под очень малыми углами, почти скользящие вдоль поверхности зеркала, могут от него отразиться. Поэтому зеркала, способные сфокусировать потоки рентгеновских частиц, совершенно не похожи на знакомые всем «тарелки» оптических зеркал. Они называются "зеркалами косого падения" и напоминают трубу, слегка сужающуюся к одному концу. Собственно, это два зеркала с разной формой поверхности, расположенные на одной оптической оси друг за другом. Дело в том, что зеркало в форме параболоида, попрocтy не способно создать в фокальной плоскости никакого изображения, потому что лишь луч, идущий точно по оптической оси и попадающий точно в центр фокальной плоскoсти, дает изображение в виде точки. Лучи, проходящие вне этой оси, строят кольцо с центром на оптической оси. Чтобы получить точечное изображение в фокальной плоскости, за параболическим ставят гиперболическое зеркало, корректирующее первое. Сначала луч отражается от параболического зеркала, затем - от гиперболического и лишь после этого создает изображение в нoвой, фокальной плoскости. Использование в астрономии зеркал косого падения предложили в 1960 году американские ученые Рикардо Джаккони и Бруно Росси. Рентгеновский телескоп "Чандра" состоит из двух наборов зеркал косого падения - четырех параболических, вставленных друг в друга, и четырех - гиперболических, установленных таким же образом. Подобная конструкция необходима для увеличения собирающей пoверхности телескoпа. Зеркала имеют длину 80 см, диаметры их составляют от 0,6 до 1,2 метра. Отполированы они были с высочайшей точностью, так как любая неровность в 10 ангстрем (одна миллиардная доля метра) будет аналoгична вершине для рентгеновского излучения с длиной волны 2 ангстрема и может вызвать его отклонение с нужнoго пути. Для того чтобы при формировании зеркал обеспечить необходимый уровень точности, было создано новое специальное калибровочное оборудование. Вместо золота для покрытия зеркал был использован иридий, отражательная способность которого несравнимо выше. Затем зеркала были собраны вместе и сцентрированы с высочайшей точностью (1,3 микрометра, или 1/50 толщины человеческого волоса). Благодаря высокoму качеству зеркала способны сконцентрировать более пoловины фотонов, исходящих от точечного источника в круге радиусом в половину секунды дуги, что и делает телескоп максимально чувствительным.

Полезная нагрузка:

  • Камера высокого разрешения (HRC) имеет широкое поле зрения и высокое угловое разрешение. Прибор является развитием регистрирующего детектора, работающего на обсерватории HEAO-2. Угловое/пространственное разрешение инструмента составляет около 0,2 угловой секунды, что немного лучше, чем качество изображения, создаваемое рентгеновскими зеркалами обсерватории (0,3—0,4 угловой секунды). Дополнительным преимуществом приёмника HRC является его способность регистрировать большое количество фотонов в секунду, что очень важно для наблюдения неярких объектов, таких как чёрные дыры или нейтронные звезды в нашей Галактике.
  • Спектрометры (ACIS, AXAF CCD Imaging Spectrometer) предназначены для построения изображений рентгеновских объектов с одновременным определением энергии каждого фотона. Принцип работы спектрометров основан на приборах с зарядовой связью (ПЗС, CCD). Приборы являются развитием ПЗС-фотометров, разработанных в Массачусетском технологическом институте и впервые запущенных в японской обсерватории ASCA.
  • Для решения задач спектроскопии высокого разрешения на обсерватории используются дифракционные решётки, отклоняющие рентгеновские лучи на разные углы в зависимости от их энергии. Отклонённые рентгеновские лучи затем регистрируются детекторами HRC-S. Высокое энергетическое разрешение, достигаемое при помощи дифракционных решёток, позволяет в деталях исследовать, например, свойства межзвёздной среды в нашей и других галактиках.   

Новостная лента[Найти информацию в новостях] [Найти информацию в документах]

#Новостная лента.
12003-10. Жир на оптическом фильтре перед одной из камер. Аномалий, приписанные солнечной деятельности осени 2003Тэги: Chandra
22010-01-05. Космический телескоп Chandra проработает на орбите еще три года. NASA объявило о выделении дополнительных $172 млн, которые позволят продлить работу прибора до 2013 года. Еще в течение трех лет (с сентября 2013 по конец февраля 2016 года) специалисты Смитсоновской обсерваторией Кембриджского университета будут обрабатывать полученную от телескопа информацию. Кроме того, в настоящее время рассматривается возможность увеличить срок работы еще на шесть лет – по предварительным оценкам это обойдется в сумму в пределах $200 млн. Несмотря на то, что аппарат находится на орбите и никаких ремонтных работ в космосе не планируется, астрономам приходится тратится на организацию канала связи со спутником и обработку получаемых снимков. Высокая стоимость обслуживания (свыше доллара за секунду!) инструмента оправдывается как еще большими затратами на создание и запуск аналогичного аппарата, так и уникальностью получаемых результатов – увидеть с поверхности Земли другие небесные тела в рентгеновском диапазоне невозможно Тэги: Chandra

Технические характеристики

#ХарактеристикаЗначение
1Масса, кг22753
2Масса (аппарата без ракеты довыведения), кг4800
3Диаметр (зеркала телескопа), метра1.2

Экономические характеристики

#ХарактеристикаДата измеренияЗначение
1Страна (оператора)США
2Стоимость (проекта), млн. долл.2500
3Стоимость (разработки), млн. долл.1985-01-01950-1200
4Стоимость (проекта), млн. долл.2005-01-013500
5Стоимость (разработки), млн. долл.2008-09-021650
6Стоимость (работы с аппаратом в части обработки и анализа научных данных в течении 10 летнего срока), млн. долл.2008-09-02750
7Стоимость (работ по управлению аппаратом), млн. долл.2008-09-02245
8Стоимость (проекта), млн. долл.2014-07-233000