Il 13 luglio 2019, dal cosmodromo di Baikonur ha avuto luogo un lancio storico per la cosmonautica nazionale. L'esclusivo osservatorio orbitale "Spektr-RG" è partito per solcare le infinite distese dello spazio, il suo volo è in corso da quasi cinque giorni. L'esclusivo telescopio è stato lanciato nello spazio dal razzo pesante russo "Proton-M" con lo stadio superiore DM-03. Due ore dopo il lancio, l'osservatorio orbitale Spektor-RG si è separato con successo dallo stadio superiore. Si prevede che il nuovo telescopio a raggi X occuperà le vicinanze del punto di Lagrange L2 dopo circa 100 giorni di volo, dopodiché potrà iniziare ad osservare l'Universo.
Va notato che lo "Spectrum-RG" è già il secondo apparato scientifico della serie "Spectrum". Il primo veicolo spaziale russo Spektr-R (Radioastron) è stato lanciato con successo in orbita il 18 luglio 2011, il suo ciclo di vita si è concluso a gennaio 2019. Il terzo e il quarto veicolo spaziale della serie Spectrum sono attualmente in fase di sviluppo. Si tratta dei nuovi telescopi spaziali Spektr-UF (Ultraviolet) e Spektr-M (Millimetron), sviluppati da Roskosmos in stretta collaborazione con altri stati. Il lancio di questi due telescopi avverrà non prima del 2025, mentre la comunità scientifica internazionale ripone in loro grandi speranze, poiché entrambi i progetti sono unici e aprono nuove possibilità per lo studio dello spazio. I dispositivi dovrebbero aiutare a rispondere a molte domande in astrofisica e cosmologia.
Progetto "Spettro-RG"
Sono passati più di 30 anni dall'idea alla realizzazione del progetto. Il concetto di un nuovo veicolo spaziale scientifico è stato sviluppato nel 1987. Rappresentanti dell'Unione Sovietica, della Germania dell'Est, della Finlandia, dell'Italia e della Gran Bretagna hanno lavorato insieme per creare un osservatorio astrofisico. La progettazione del dispositivo è stata avviata nel 1988. Questo processo è stato affidato agli ingegneri dell'Associazione scientifica e di produzione Lavochkin e l'Istituto di ricerca spaziale dell'Accademia delle scienze dell'URSS è stato coinvolto nel coordinamento dei lavori sul progetto.
Il successivo crollo dell'URSS, i problemi industriali ed economici alla fine degli anni '80 e all'inizio degli anni '90 e il cronico sottofinanziamento del lavoro hanno gravemente ritardato la preparazione dell'osservatorio Spektr-RG. Il progetto è stato ritardato, quando è apparso il finanziamento, sono apparse nuove difficoltà. Durante questo periodo, il riempimento e la composizione dell'attrezzatura del dispositivo sono stati completamente aggiornati più volte, le tecnologie, come sai, non si fermano. Anche la composizione dei partecipanti al progetto è cambiata, alla fine, oltre alla Russia, la Germania è rimasta nel progetto. L'accordo tra l'Agenzia spaziale federale rappresentata da Roscosmos e il Centro aerospaziale tedesco (DLR) è stato firmato nel 2009 nell'ambito del Salone internazionale dell'aviazione e dello spazio MAKS-2009. Anche la composizione dei compiti scientifici risolti dall'apparato è cambiata, poiché alcuni di essi non erano più di interesse per i ricercatori. Di conseguenza, l'aspetto finale del veicolo spaziale nella forma in cui è stato lanciato nello spazio si è formato solo pochi anni fa e anche il processo del suo coordinamento ha richiesto del tempo. Allo stesso tempo, anche i nostri partner tedeschi hanno incontrato difficoltà nel processo di produzione del dispositivo.
Nella forma completata, il nuovo osservatorio astrofisico orbitale "Spectrum-RG" ("Spectrum-Rengten-Gamma") ha lo scopo di compilare una mappa completa dell'Universo nella gamma dei raggi X dello spettro. Va notato che questo è il primo telescopio della storia russa (tenendo conto del periodo sovietico) dotato di ottica a incidenza obliqua. Per almeno i prossimi cinque anni, l'osservatorio Spektr-RG diventerà l'unico progetto di astronomia a raggi X al mondo. Come notato in Roskosmos, il rilevamento dell'intero cielo da parte del moderno osservatorio orbitale "Spektr-RG" sarà un nuovo passo nell'astronomia a raggi X, che ha iniziato a svilupparsi attivamente 55 anni fa.
I ruoli nel progetto Spektr-RG sono così suddivisi. Il satellite (piattaforma Navigator) è uno sviluppo russo, il lancio da Baikonur è russo (razzo Proton-M), il telescopio principale è il tedesco eROSITA, quello aggiuntivo di accompagnamento è il russo ART-XC. Entrambi i telescopi a specchio, che funzionano secondo il principio dell'ottica a raggi X a incidenza obliqua, sono sviluppi unici progettati per completarsi a vicenda, fornendo all'osservatorio la possibilità di una visione completa del cielo stellato con una sensibilità record mai utilizzata prima.
Osservatorio orbitale "Spektr-RG"
L'esclusivo telescopio a raggi X, lanciato il 13 luglio, è costituito da diverse unità principali. L'osservatorio orbitale Spektr-RG include un modulo base di sistemi di servizio, il cui sviluppo era responsabilità degli ingegneri della NPO russa. Lavochkin. Questo modulo è stato sviluppato da loro sulla base del modulo di servizio multiuso "Navigator", che si era già mostrato con successo in numerosi programmi spaziali. Oltre al modulo base, l'osservatorio orbitale comprende un complesso di apparecchiature scientifiche, la base del complesso è costituita da due telescopi a raggi X. Secondo il sito ufficiale della compagnia Roscosmos, la massa totale della navicella Spektr-RG alimentata è 2712,5 kg, il carico utile è 1210 kg, la potenza elettrica dell'osservatorio è 1805 W, la velocità di trasferimento dei dati (informazioni scientifiche) è 512 Kbit / s, periodo di lavoro scientifico attivo - 6, 5 anni.
L'attrezzatura principale dell'osservatorio orbitale, che ora si dirige verso il punto di Lagrange L2, sono telescopi a specchio a raggi X unici creati da designer tedeschi e russi. Entrambi i telescopi funzionano secondo il principio dell'ottica a raggi X a incidenza obliqua. Come notato in Roskosmos, i fotoni a raggi X hanno un'energia molto elevata. Per rimbalzare su una superficie speculare, i fotoni devono colpirla con un angolo molto piccolo. Per questo motivo gli specchi per raggi X utilizzati nei telescopi dell'osservatorio orbitale Spektr-RG sono appositamente realizzati di forma allungata e, per aumentare il numero di fotoni registrati, gli specchi vengono inseriti l'uno nell'altro, ottenendo un sistema composto da parecchie conchiglie. Si dice che i telescopi a raggi X tedeschi e russi siano costituiti da sette moduli con rilevatori di raggi X.
Per la creazione e la produzione del telescopio a raggi X russo, che ha ricevuto la designazione ART-XC, gli ingegneri dell'Istituto di ricerca spaziale dell'Accademia delle scienze russa, che hanno lavorato in stretta collaborazione con il Centro nucleare federale russo situato a Sarov, erano responsabili. Il telescopio a raggi X ART-XC creato da scienziati russi espande le capacità e la gamma di energia operativa del telescopio eROSITA dell'assemblaggio tedesco verso energie più elevate (fino a 30 keV). Le gamme di energia dei due telescopi a raggi X installati a bordo del veicolo spaziale Spektr-RG si sovrappongono, il che fornisce alle apparecchiature scientifiche un vantaggio in termini di aumento dell'affidabilità dei risultati della ricerca e di calibrazioni delle apparecchiature in orbita.
Gli ingegneri dell'Istituto Max Planck per la fisica extraterrestre sono stati responsabili della creazione e della produzione del telescopio a raggi X tedesco, chiamato eROSITA. Come notato sul sito ufficiale di Roskosmos, un dispositivo scientifico creato in Germania consentirà per la prima volta nella storia di rilevare l'intero cielo stellato nell'intervallo di energia da 0,5 a 10 keV. Allo stesso tempo, gli esperti notano che il telescopio prodotto in Germania è più "con gli occhi grandi", il suo campo visivo completo e la risoluzione angolare sono superiori a quelli del telescopio russo ART-XC. Allo stesso tempo, eROSITA è inferiore al telescopio russo in termini di gamma di energia. Ecco perché i due telescopi a raggi X a bordo della navicella Spektr-RG si completano a vicenda e sono responsabili della risoluzione di vari problemi.
Programma di volo e significato scientifico
Il programma di ricerca scientifica presuppone che il nuovo veicolo spaziale Spektr-RG verrà utilizzato per varie osservazioni astrofisiche per 6, 5 anni e aiuterà gli scienziati a rispondere a molte domande nel campo dell'astrofisica e della cosmologia. Per quattro anni l'osservatorio opererà nella modalità di scansione del cielo stellato, i restanti 2,5 anni - nella modalità di osservazione puntuale di vari oggetti spaziali nella modalità di stabilizzazione triassiale sulla base delle domande ricevute dalla comunità scientifica mondiale. Si prevede di osservare sia singoli oggetti spaziali di interesse per gli scienziati che aree selezionate della sfera celeste. Compreso nella gamma dei raggi X a energia dura fino a 30 keV, grazie al telescopio a raggi X russo. Altri 100 giorni (circa tre mesi) serviranno al volo del telescopio spaziale dalla Terra al punto di Lagrange L2 e alle prime osservazioni di prova dei corpi celesti.
La navicella spaziale non viene lanciata accidentalmente in orbita nel punto L2 a una distanza di circa 1,5 milioni di chilometri dalla Terra. Questo punto è considerato il più adatto per il rilevamento dell'intero cielo. Come notano gli esperti, ruotando attorno al proprio asse (corrispondente all'incirca alla direzione del Sole), l'osservatorio spaziale sarà in grado di effettuare un rilevamento completo della sfera celeste in sei mesi, mentre il Sole non sarà nel suo campo visivo. In quattro anni di attività, l'apparato scientifico sarà in grado di eseguire 8 rilievi dell'intero cielo contemporaneamente, il che consentirà agli scienziati di ottenere molte nuove informazioni astrofisiche. Allo stesso tempo, a causa di manovre correttive, sarà necessario risolvere un problema piuttosto complesso, che consiste nel mantenere il veicolo spaziale in orbita in un determinato punto.
È noto che tutti i dati del telescopio russo ART-XC apparterranno completamente alla Russia e i dati del telescopio eROSITA sono divisi a metà tra Russia e Germania. Per quanto divertente possa sembrare, si è deciso di dividere il cielo in due parti. Tutti i dati su una metà del cielo per 4 anni di ricerca, quando il telescopio esplorerà l'Universo, apparterranno alla Russia e sull'altra metà del cielo alla Germania. In futuro saranno gli stessi paesi a decidere tra loro come smaltire i dati ricevuti, come condividere le informazioni con altri paesi e in che misura.
La missione principale dell'apparato Spektr-RG è compilare una "mappa" dettagliata dell'Universo nello spettro dei raggi X con i nuclei delle galassie attive e i grandi ammassi di galassie. Gli scienziati sperano che in 6, 5 anni di attività scientifica attiva dell'osservatorio, aiuterà l'umanità a scoprire centinaia di migliaia di stelle con corona attiva, decine di migliaia di galassie che formano stelle e circa tre milioni di buchi neri supermassicci, nonché un un numero enorme di altri oggetti, ampliando significativamente la nostra conoscenza dell'Universo, aiuterà a comprendere meglio i processi della sua evoluzione. Si prevede inoltre che il nuovo veicolo spaziale aiuterà nella ricerca delle proprietà del plasma interstellare caldo. Il lavoro dell'osservatorio è di grande interesse per tutta la scienza internazionale. La nuova navicella permette infatti di ottenere dati su tutti gli oggetti astronomici noti alla scienza.
Una mappa su larga scala del nostro universo che gli scienziati non hanno ancora avuto è simile al viaggio nel tempo, che aiuterà a rispondere a un gran numero di domande. Una delle domande più importanti, a cui il telescopio Spectr-RG aiuterà l'umanità a rispondere, è quella di come sia avvenuta l'evoluzione degli ammassi di galassie durante l'intera esistenza del nostro Universo.
