Спектр-РГ

Проект «Спектр-РГ» предполагает создание национальной обсерватории астрофизики высоких энергий, продолжающей последовательность астрофизических спутников «Астрон» и «Гранат», разработанных в НПО Лавочкина. Аппарат строится по модульному принципу, обладает хорошими характеристиками ориентации и стабилизации, что позволяет в течение года наблюдать практически всю небесную сферу. Проведение астрофизических исследований запланировано в течение 6,5 лет, из которых 4 года — в режиме сканирования звездного неба, а 2,5 года — в режиме точечного наблюдения объектов во Вселенной по заявкам мирового научного сообщества.
Ожидаемые результаты:

  • изучение переменности излучения сверхмассивных черных дыр;
  • наблюдение источников со слабой рентгеновской светимостью;
  • исследование гамма-всплесков и их рентгеновских послесвечений;
  • наблюдение вспышек сверхновых звезд с исследованием их эволюции;
  • изучение черных дыр и нейтронных звезд;
  • измерение расстояний и скоростей пульсаров;
  • одновременное наблюдение в рентгеновском и ультрафиолетовом диапазонах;
  • исследование диффузных объектов, близких галактик как в рентгеновском, так и ультрафиолетовом диапазонах;
  • локализация жесткого рентгеновского излучения от протяженных объектов;
  • исследование формы спектра активных галактических ядер. 

Обнаружение около ста тысяч массивных скоплений галактик (фактически всех подобных объектов в наблюдаемой части Вселенной), около 3 млн сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик, сотен тысяч звезд с активными коронами и аккрецирующих белых карликов, десятков тысяч звездообразующих галактик и многих других объектов, в том числе неизвестной природы, а также детальное исследование свойств горячей межзвездной и межгалактической плазмы.
Научная аппаратура. Космический аппарат «Спектр-РГ» состоит из базового модуля служебных систем на основе многоцелевого служебного модуля «Навигатор», комплекса научной аппаратуры и адаптера. Обсерватория включает два уникальных рентгеновских зеркальных телескопа: ART-XC и eROSITA, работающих по принципу рентгеновской оптики косого падения.


Телескоп ART-XC (Россия)
Телескоп ART-XC расширяет рабочий диапазон энергий телескопа eROSITA в сторону более высоких энергий (вплоть до 30 кэВ). Диапазоны энергий этих телескопов перекрываются, что дает преимущество с точки зрения проведения их калибровок и повышения надежности научных результатов.
Он изготовлен Институтом космических исследований Российской Академии наук совместно с Российским Федеральным ядерным центром (г. Саров, Россия).
Научный руководитель — доктор физ.-мат. наук Михаил Павлинский.
Задачи

  • составление глубокой «карты» всего неба в диапазоне энергий 5–11 кэВ и карты областей полюсов эклиптики в диапазоне энергий 5–30 кэВ. В этом диапазоне поглощение в межзвездной среде меньше влияет на регистрируемый поток излучения по сравнению с более низкими энергиями. В сочетании с хорошим угловым разрешением телескопа это позволит уверенно регистрировать и локализовывать жесткие рентгеновские источники по всему небу;
  • получение большой выборки аккрецирующих белых карликов в галактике Млечный Путь, измерение их массы и другие характеристики;
  • регистрация транзиентных рентгеновских источников, среди которых могут оказаться объекты новых типов.  

Телескоп eROSITA (Германия)
Прибор eROSITA позволит впервые провести обзор всего неба в диапазоне энергий 0.5-10 кэВ с беспрецедентным спектральным и угловым разрешениями. Головная организация — Институт внеземной физики Общества им. Макса Планка, Германия. Научный руководитель — доктор Петер Предель.
Задачи

  • проведение обзора неба в диапазоне энергий 0,3-10 кэВ с беспрецедентным спектральным и угловым разрешениями, что позволит ученым провести новые исследования темной материи и объектов во Вселенной;
  • обнаружение 3 млн сверхмассивных черных дыр;
  • исследование горячей межгалактической среды в 50-100 тыс. скоплений и групп галактик, а также горячего газа в филаментах (плотных узких нитях космического вещества, состоящих из пыли и газов) с целью изучения эволюции космической структуры;
  • детальное изучение физики популяций галактических рентгеновских источников, таких как аккрецирующие белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры в двойных системах, остатки вспышек сверхновых, звезды с активными коронами, протозвезды.

Программа полета:

  • 3 месяца после запуска — перелет в окрестность L2, юстировка, калибровка и тестирование телескопов, пробные астрофизические наблюдения;
  • 4 года — проведение обзора всего неба в диапазоне 0,3–11 кэВ;
  • 2,5 года — наблюдения в режиме трехосной стабилизации выбранных источников и участков небесной сферы, в том числе в более жестком энергетическом диапазоне до 30 кэВ.

Гало-орбита вокруг внешней точки Лагранжа L2 системы «Солнце – Земля» — на расстоянии 1,5 млн км от Земли. Период обращения вокруг точки L2 — около 6 месяцев, максимальное удаление от плоскости эклиптики — 400 тыс. км. Точка L2 удобна для проведения обзоров, вращаясь вокруг оси, которая примерно соответствует направлению на Солнце. Аппарат «Спектр-РГ» сможет провести полный обзор небесной сферы за полгода, при этом Солнце не будет попадать в поля зрения. За 4 года ученые смогут получить данные 8 обзоров всего неба. Но при этом предстоит решить сложную задачу – поддерживать аппарат на орбите, проводя корректирующие маневры.


Наземная поддержка:

Для правильного определения расстояния до наблюдаемых рентгеновских источников и их природы необходимы наблюдения в других диапазонах, прежде всего, в оптическом.
С российской стороны наземную поддержку наблюдений обеспечивают следующие телескопы и обсерватории:

  • Большой телескоп азимутальный — специальная астрофизическая обсерватория РАН, диаметр главного зеркала – 6 м;
  • Кавказская горная обсерватория — государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга МГУ им. М.В. Ломоносова, диаметр главного зеркала – 2,5 м;
  • Российско-турецкий телескоп РТТ-150 — совместное ведение Казанского федерального университета, ИКИ РАН и Турецкой национальной обсерватории ТUG, диаметр главного зеркала – 1,5 м;
  • Телескопы АЗТ-33ИК и АЗТ-33ВМ — саянская обсерватория, Институт солнечно-земной физики СО РАН, диаметр главных зеркал – 1,6 м.

С немецкой стороны:

  • 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 съемку одновременно в оптическом и ближнем инфракрасном диапазоне, диаметр – 2,2 м.

Головные организации:

  • с российской стороны по научной полезной нагрузке: ИКИ РАН;
  • с российской стороны по наземному и космическому комплексу «Спектр-РГ» (за исключением научной полезной нагрузки): АО «НПО Лавочкина»
  • с германской стороны по телескопу eROSITA: MPE

 

Дополнительная классификация
Тип оператора(владельца) - государственный, Страна оператор(владелец) - Россия, Страна производитель - Россия
Другие материалы со схожей тематикой
Дополнительные наименования
# Наименование Тип
1 SRG Не определено
Характеристики
Наименование
(условие измерения)
Значение/количество Единица измерения Дата
Масса
2712,5 кг
Масса
(сухая)
1210 кг
САС
6.5 год
Стоимость
(немецкого телескопа eRosita)
90 млн. евро 03-02-2016
Стоимость
(работ по адаптации)
382.7955 млн. руб. 31-08-2017
Стоимость
(страхования рисков при запуске ракеты-носителя Протон-М, разгонного блока, сборочно-защитного блока и обсерватории Спектр-РГ)
751,7 млн. руб. 11-06-2019
Застрахован на
5,78 млрд. руб. 11-06-2019
Мощность
1805 Вт
Частотный диапазон радиолинии
Х-диапазон
Скорость передачи научной информации
512 кбит в секунду
Платформа
1 Платформа Навигатор
Телескоп ART-XC
Энергетический диапазон
5-30 кэВ
Угловое разрешение
45 угл. с
Полное поле зрения
0,3 кв. градусы
Масса
350 кг
Энергопотребление
300 Вт
Число зеркальных модулей
7 шт.
Число зеркальных оболочек в одном модуле
28 шт.
Длина одной зеркальной оболочки
580 мм
Диаметр оболочек
49-145 мм
Фокусное расстояние
2700 мм
Материал зеркал
никель/кобальт
Покрытие зеркал
иридий
Тип детектора
DSSD, CdTe
Размер детектора,
30 х 30 мм
Телескоп eROSITA
Энергетический диапазон
0,3–11 кэВ
Угловое разрешение
18 угл. с
Поле зрения
0,81 кв. градусы
Масса
815 кг
Энергопотребление
405 Вт
Число зеркальных модулей
7 шт.
Число зеркальных оболочек в одном модуле
54 шт.
Длина одной зеркальной оболочки
300 мм
Диаметр оболочек
76–358 мм
Фокусное расстояние
1600 мм
Материал зеркал
никель
Покрытие зеркал
золото
Тип детектора
Pn-CCD, Si
Размер детектора
28,8 х 28,8 мм