Год назад стартовала миссия российского космического радиотелескопа "Радиоастрон" ("Спектр-Р"). Специалисты называет это возвращением российской науки в космос. "Спектр-Р" - новая платформа с высокими точностными характеристиками, радиотелескоп, аналога которому в мире нет. Космический аппарат работает не только для радиоастрономии, он работает и по исследованию солнечно-земных связей с уникальными характеристиками.
«Ровно год назад мы смогли не просто создать космический комплекс, в составе которого находился космический аппарат, содержащий уникальный прибор. Этот космический аппарат имеет статус международной обсерватории космической и имеет имя Радиоастрон, - заявил главный инструктор НПО им. Лавочкина по опытно-конструкторской работе «Спектр-Р» Владимир Бабышкин. - После выведения и превращения космического аппарата в космическую радиообсерваторию, «Радиоастрон», мы в течение года проводили работы, связанные с тестированием вновь созданной космической платформы, проверяли все бортовые системы, их резервы. Было много уделено времени, чтобы проверить комплекс научной аппаратуры и подтвердить на сегодняшний день полную их работоспособность. Сегодня эта обсерватория по истечении года полностью проверена, функционирует. Завершился первый этап работы этого аппарата – это выполнение ранней научной программы. Аппарат передан Академии наук.
Проект имеет статус международного. В нем участвуют многие страны. Отличительной особенностью этого проекта является то, что здесь выбрана необычная орбита – орбита, которая выходит немножко за пределы Луны. Это сделано для того, чтобы она эволюционировала, меняла свои параметры наклонения и прочее и тем самым расширяла возможности для проведения научных наблюдений. Самое главное, что удалось создать благодаря труду многих инженеров, ученых – это уникальный инструмент, а именно интерферометр с космическим плечом, со сверхбольшой базой, который открывает новые возможности в проведении фундаментальных космических исследований.
За весь год эксплуатации мы израсходовали только 10 кг топлива из 280, которые у нас есть. Это позволяет рассчитывать на то, что аппарат может работать, функционировать долгие годы. Баллистическое существование его до 2017 года рассчитано. Энергетика на борту, что является достаточно актуальным на сегодняшний день, имеет запас в обеспечении полноценной работы комплекса научной аппаратуры.
Бортовой комплекс научной аппаратуры содержит уникальные, вновь созданные приборы. Это бортовой водородный стандарт чистоты, уникальнейший прибор. Это радиолиния, которая была создана под руководством Астрокосмического центра. Это те приборы, которые обеспечивают самое главное – синхронизацию приема сигналов космического радиотелескопа с наземными телескопами.
Это достаточно удаленный объект. Мы не имели права на ошибки. Поэтому медленно, шаг за шагом мы учились управлять этим аппаратом, учитывая, что там есть определенные ограничения. Нельзя было их нарушить, потому что это могло привести к потере комплекса. Я имею в виду ограничения такие, как заход в тень Земли – это засветка антенны и прочие вещи, которые могли привести к фатальным исходам. Но на сегодняшний день мы полностью овладели управлением этого аппарата.
Раскрытие антенны на третьи сутки, для нас было самым значимым моментом, потому что сам факт раскрытия и фиксации этой антенны был некой точкой. Было достаточно много скептиков, которые мало верили в это, но инженеры справились с этой задачей. Нужно было зафиксировать раскрытое положение. Сегодня можно констатировать, что антенна находится в рабочем положении, это последующими проверками подтверждено.
Принципиально важным моментом является точность наведения осей диаграммы остро направленной антенны. Этот момент на сегодняшний день полностью подтвержден. Точности достигнуты даже лучше, чем они были заданы в ТЗ, а также и удержание этого направления с точки зрения, как у нас говорят, «покачивания» - стабилизации. Достигнуты достаточно хорошие результаты».
Как заявила замдиректора ФИАН, исполнительный директор проекта Лариса Лихачева, «исключительность проекта Наземно-космический интерферометр в том, что это уникальный научный борт. Это твердотельная антенна из 27 углепластиковых лепестков. Она раскрывалась по команде в космосе и создавала единую поверхность радиотелескопа. Это необыкновенный конструктив, который удивил весь мир.
Бортовой научный комплекс состоит из 21 прибора. Обычно в космических проектах, которые делает Академия наук, на борту стоит много приборов, но, как правило, каждый из них работает автономно. Сложность нашего проекта в том, что, если из этих 21 приборов не сработал хотя бы один, то все бы не работало. Весь борт составляет практически единый прибор. Вот эти приборы выполнялись многими российскими и иностранными организациями.
Уникальный прибор, который впервые взлетел на борту космического аппарата в космос, - это бортовой водородный стандарт чистоты. Это новая технология, которая позволит нашей космонавтике получать более точные результаты в совершенно разных направлениях исследования космоса и, кстати, Земли из космоса тоже.
В нашем проекте необыкновенно серьезное значение имеет Земля, потому что это наземно-космический интерферометр. Нужно, чтобы одновременно космическая антенна и земные антенны смотрели на один и тот же космический источник и получали от него сигнал. Все это должно быть обязательно абсолютно точно сфазировано. Сейчас Земля наша научная состоит из трех частей. Нельзя сказать, какая из них главная, просто без них работать нельзя. Один из элементов – это наземная станция слежения. Это аппаратурный комплекс сложнейшего устройства, который установлен на радиотелескопе Академии наук, РТ-22 в Пущино. Станция слежения получает от системы высокоинформативного радиоканала, который создан специально в проекте для передачи научных данных. Часто при небольших объемах информации пользуются служебной радиолинией аппарата. У нас был создан отдельный высокоинформативный радиоканал, вот эта линия, которую исполнял РКС, ОАО «Ракетно-космические системы» делало бортовую часть. Остронаправленная антенна должна точно уметь передавать сигнал на антенну наземной станции слежения. Это одна часть наземного комплекса.
Вторая часть – это практически все крупнейшие радиотелескопы мира. Из российских телескопов с нами будет работать Калязинская антенна РТ-64, принадлежащая ОАО «КБМИ». Сейчас работает очень активно украинская антенна в Евпатории РТ-70 (70 – это диаметр антенны). Кроме того, работают две американские антенны: в Аресибо 300 метров диаметром, она не поворотная, и 100 м в ELA антенна американская. Работают две итальянские самые крупные антенны. Работает испанская антенна. Работает 50-метровая японская антенна. И работает весь комплекс австралийских антенн. Сегодня весь мир заинтересован в нашем проекте. У нас есть организация, которая называется «Научная группа управления проектом», куда входят ведущие радиоастрономы всего мира».
«Радиотелескоп- это параболическое зеркало, параболическая антенна, сделанная из углепластика, - объясняет руководитель Астрокосмического центра Физического института им. Лебедева РАН (ФИАН) Николай Кардашов. - Такая конструкция реализована впервые и имеет большое количество приложений для космической связи в будущем. Она обладает очень высокой точностью. Создан космический интерферометр, позволяющий решать те задачи, как если бы мы построили радиотелескоп с параболической антенной размерами от Земли до Луны – около 300-380 тыс. километров размерами. Ясно, что такой телескоп даст огромное разрешение по исследованиям удаленных источников, и можно будет решать целый ряд важнейших задач, которые сейчас имеются в астрономии.
Создана специальная станция приема информации в Пущино, под Москвой. Антенна параболическая диаметром 22 м. Здесь группа наших коллег, которые связаны с приемом информации с космического радиотелескопа. В настоящее время создаются такие же станции приема в Соединенных Штатах, недалеко от Вашингтона, и в Южной Африке.
Мы приступили сначала к самым простейшим исследованиям, поскольку радиотелескопов, в одиночку изучающих отдельные объекты, просто не было. Сканирование, то есть изменение направления на источник и около него, дали отклик сигнала, который здесь показан. Справа имеется изображение, оптическое изображение, которое имеется уже в настоящее время от источника, который излучает радиоволны, связанное с тем, что 300 лет тому назад был взрыв звезды в созвездии Кассиопея. Излучение от остатков взрыва доходит до нас и дает радиосигналы в настоящее время.
Взрыв произошел в 1054 году, во время царствования Владимира Мономаха на Руси. Сигналы этого излучения мы принимаем в настоящее время. Почему? Потому что в центре этого изображения образовалась нейтронная звезда с гигантским магнитным полем. Эта вращающаяся звезда с магнитным полем дает периодические импульсы, 33 раза в секунду, в течение часа несколько раз дает излучение очень мощных импульсов.
Одним из предположений, сделанным несколько десятилетий назад нашим великим соотечественников Шкловским Иосифом Самуиловичем, что линии излучения связаны с областями, где образуются планеты, и мы сможем увидеть реально планеты, которые только начали двигаться вокруг образующейся, еще не полностью сформировавшейся звезды.
В июне было совещание в наукограде Пущино, где находятся наша радиообсерватория и центр приема информации. Присутствовали представители всех крупнейших обсерваторий – Европы, Индии, Японии, Австралии, Канады, Соединенных Штатов. Они полностью одобрили ту программу, которая прошла в течение этого года, и наметили планы на исследования будущего года. Они подтвердили активное участие всех крупнейших телескопов в этой программе и наметили конкретные объекты для проведения исследования».
Заведующий отделом физики космической плазмы Института космических исследований РАН Анатолий Петрукович рассказал еще об одном эксперименте на спутнике «Спектр-Р»: «На самом деле, кроме эксперимента «Радиоастрон», у нас есть на этом спутнике так называемый эксперимент «Плазма-Ф», предназначенный для исследования солнечного ветра. Солнечный ветер – это поток плазмы, который постоянно распространяется от Солнца и заполняет собой Солнечную систему (не путать с солнечным ветром, который состоит из фотонов). Для исследования этого солнечного ветра Институтом космических исследований был подготовлен эксперимент, состоящий из трех приборов, сделанный в широкой международной кооперации с участием России, Украины, Чехии, Словакии, Китая и Киргизии. В отличие от основного эксперимента «Радиоастрон» это очень небольшой эксперимент весом всего порядка 12 кг. Платформа «Спектра-Р» очень удобна, этот спутник очень удобен для таких исследований, потому что орбита вытянутая, уходит к Луне».
Михаил Попов, заведующий лабораторией отдела космической радиоастрономии АКЦ ФИАН заявил о «потребности в открытиях»: «У нас спрашивают: «Ну что же вы, год летаете, а где открытия? Что открыто? Что обнаружено? А когда это будет?». Даже наземные радиоинтерферометры со сверхдлинными базами имеют какой-то цикл своей работы. Мы на Земле, еще когда не было этого спутника, давали задания в заявке на наземные телескопы, они проводили наблюдения, потом эти данные поступали на коррелятор, в корреляторе мы их обрабатывали, анализировали, получали изображения. Это цикл примерно год. Быстрее его сделать нельзя. С нашим же инструментом еще сложнее. Сам по себе он ничего не видит. Он видит излучения ярких объектов, но они без стоимости. Только когда мы сопоставляем два ООКа, один далекий, а другой близкий, на Земле, мы начинаем видеть некие эффекты. Зрение наше, как в микроскопе, увеличивается. Проект, конечно, направлен на открытия, потому что мы сделали орбиту с очень большими удалениями. Был спутник такой, он летал только на 20 тысяч километров. В три раза у него разрешение было, и он ничего не внес. Мы же сделали в десяток раз больше. И теперь наша задача – смотреть выбранные объекты с разных позиций, не просто раз, посмотрел – и все, с этого результат маленький. Мы продемонстрировали интерференционные отклики. Они пока ничего, кроме того, что работоспособен корабль и действует, – мог инструмент вообще не действовать, скажем, на удалении от Земли перестал показывать интерференционный отклик, потому что объекты все большие. Нет, объекты все действительно маленькие, в них есть эти детали, их нужно разглядывать. Но нужно каждый объект рассматривать в течение года как минимум, с разными проекциями положения аппарата на орбите. Непросто его навести куда-то. В нем много ограничений. Он не может смотреть в сторону Солнца. Он должен быть связан все время с Землей. Поэтому запрограммировать что-то, изучить один объект в течение недели никак нельзя. У нас 9 дней только период обращения. Поэтому сейчас только начаты, с февраля начаты научные программы. Перспективы этих исследований оправданы. Мы действительно имеем инструмент, который видит очень хорошо. А что касается открытий – их, наверное, надо ждать в течение следующего, второго года существования. И мы должны обобщить данные. У нас в потенциале 1000 объектов, которые нужно исследовать, сопоставить эти измерения и тогда сделать заключение о природе того излучения, которое исходит из окрестностей черных дыр. Поэтому не следует ожидать внезапно, завтра объявления, что мы что-нибудь неожиданно открыли».