Сегодня вышла на расчетную орбиту космическая обсерватория «Спектр-Р». Отделение от разгонного блока состоялось в 10:06 по московскому времени. Запуск ракеты-носителя был проведен 18 июля в 06:31 с космодрома Байконур.

Обсерватория «Спектр-Р» оснащена зеркальной антенной диаметром 10 метров. Она позволит проводить исследования в сантиметровом и дециметровом диапазонах, угловое разрешение составляет миллионные доли угловой секунды. В достижении такой точности играют свою роль и наземные телескопы, которые будут работать совместно с новым космическим телескопом. Орбита «Спектр-Р» - сильноэллиптическая, в апогее он очень сильно удаляется от Земли.

В основе эксперимента лежит совместная сеть наземных и космического радиотелескопа. Всю систему можно рассматривать как огромный интерферометр. Один радиоисточник одновременно наблюдается несколькими телескопами, синхронизация работы которых осуществляется при помощи одинакового стандарта частоты. Одновременное наблюдение обеспечивает большое плечо интерферометра, равное удалению космического телескопа от Земли. Именно поэтому «Спектр-Р» и был помещен на высокоэллиптическую орбиту.

Это создает большую интерферометрическую базу и позволяет получить такое высокое разрешение. При максимальном удалении «Спектр-Р» примерно на том же расстоянии от Земли, что и Луна. Это позволит определять размеры и структуру радиоисточников, создавать их спектральные изображения, измерять расстояние до них и идентифицировать их движение.

На основе этих особенностей будет возможно провести исследование

 

• строения и физических процессов в ядрах галактик, содержащих сверхмассивные черные дыры за счет изучения излучающих областей, их структуры и формы, спектра, поляризации;
• текущих космологических моделей и темной энергии за счет изучения влияния красного смещения на галактические ядра и изучения эффекта гравитационных линз;
• динамики регионов формирования звезд и планетарных систем;
• структуры черных дыр и нейтронных и кварковых звезд в Млечном Пути и их движения;
• распределения межзвездной (и межпланетной) плазмы;
• уточнение или создание новой астрономической координатной системы;
• гравитационного поля Земли, уточнение его текущей модели.

Космический аппарат разработан в НПО им. Лавочкина. Он состоит из двух основных частей: модуля «Навигатор», ответственного за поддержание жизнеспособности аппарата, его ориентацию и навигацию, и космического радиотелескопа. Платформа «Навигатор» является универсальной и может использоваться с многими другими полезными нагрузками. Она включает все необходимые служебные системы – бортовой вычислитель, комплексы ориентации и навигации, связи, системы  электроснабжения и двигательную установку. Платформа может работать на широком классе орбит, включая геостационарные, важные для телекоммуникационных нужд, орбиты около точек либрации, важные для проведения астрономических исследований или дистанционного зондирования Земли, а также высокоэллиптических, на которой и находится теперь телескоп «Спектр-Р».

Модуль представляет собой призму, внутри которой находится сотовая панель для крепления аппаратуры. Снаружи призмы находятся сопла двигательной установки и солнечные панели. Одна из сторон призмы разработана так, чтобы облегчить установку на разгонный блок «Фрегат» любой используемой сейчас модификации, а другая сторона предназначена для установки полезной нагрузки.

Радиотелескоп представляет собой параболическую антенну, оснащенную всей необходимой аппаратурой. Рефлектор имеет апертуру 10 метров, он состоит из 27 лепестков, разворачивающихся после вывода аппарата на орбиту. Другая полезная нагрузка заключена в двух контейнерах. Водородный стандарт частоты, при помощи которого будет осуществляться синхронизация работы «Спектр-Р» с наземными телескопами, установлен отдельно.

Материал антенны космического телескопа – углепласт-алюминиевые соты. 27 лепестков присоединены к центральному зеркалу диаметром 3 метра. Отношение фокусного расстояния к диаметру антенны 0.43, отклонения поверхности зеркала от расчетных составляют несколько миллиметров. Приемник может работать на частотах 0.324, 1.66, 4.83 и в диапазоне 18.4-25.1 ГГц. В фокусе радиотелескопа находится 4-х диапазонный облучатель, который позволяет проводить наблюдения сразу на двух частотах или в двух круговых поляризациях. 

Пунктами приема информации с радиотелескопа являются Грин Бэнк (США), Пущино (Россия) и Тидбинбилла (Австралия).

Одной из основных задач проекта является исследование сверхмассивных черных дыр. Имеющиеся данные говорят о том, что они являются гигантскими ускорителями частиц. Ускоренные частицы формируют два луча, которые приводят к тому, что на большом удалении от дыры релятивистские частицы (то есть, движущиеся с околосветовой скоростью) накапливаются в виде двух облаков. «Спектр-Р» позволит понять принцип работы этого гигантского ускорителя, а также определить структуру магнитных полей около него. Напомним, что согласно современным теориям, аккреционный диск около черной дыры обладает мощным магнитным полем, но оно до сих пор не измерено.

«Спектр-Р» будет также проводить исследования по подтверждению общей теории относительности. Одна из его задач – поиск «кротовых нор», предложенных Эйнштейном и Розеном. Это – некие туннели, соединяющие одну часть Вселенной с другой. Внешне вход в тоннель схож с черной дырой, и он также поглощает материю, но может и «выплевывать» ее. Открытие «нор» откроет недоступные ныне возможности изучения и освоения космоса.

«Спектр-Р» займется поиском мазеров и мегамазеров. В некоторых галактиках, в том числе, в нашей, есть небольшие области, создающие чрезвычайно интенсивное излучение в узком спектральном диапазон – мазерное излучение. Как оказалось, это области образования звезд и планетных систем около сверхмассивной черной дыры. Изучение этого нового эффекта прольет свет на структуру Вселенной.

Еще одна крупная задача обсерватории – уточнение гравитационного потенциала Земли. Несколько лет назад по скорости и ускорению космических аппаратов «Пионер-10» и «Пионер-11» было обнаружено, что на них действует постоянная сила, направленная к Солнцу. Это может означать, что в Солнечной системе присутствует темная энергия и «скрытая масса». Найти их – одна из задач новой обсерватории.