Орбитальные астрофизические обсерватории являются вершиной научно-технического прогресса и представляют ученым и исследователям ранее недоступные возможности в части изучения и наблюдения за объектами, находящимися от Земли на космологических расстояниях, с рекордным разрешением.
Сегодня в рамках Федеральной космической программы России в НПО Лавочкина созданы и продолжают создаваться уникальные инструменты для изучения Вселенной – космические обсерватории серии «Спектр»: «Спектр-Р», «Спектр-РГ», «Спектр-УФ».
Карта Вселенной, построенная по данным с КА «Спектр-РГ» (Изображение НПО Лавочкина)
Первой на орбиту в 2011 году была выведена орбитальная обсерватория «Спектр-Р». Она была оснащена самым большим в мире радиотелескопом – диаметр антенны составлял 10 метров, что и сегодня является рекордом, и работала в качестве космической составляющей масштабного международного проекта «РадиоАстрон», нацеленного на изучение Вселенной в радиодиапазоне длин волн.
Космический аппарат «Спектр-Р» на испытаниях (фото НПО Лавочкина)
Находясь на орбите она совместно с наземными телескопами, расположенными в различных уголках нашей планеты, образовывала гигантский интерферометр со сверхбольшой базой – более 350 тыс. км. Это позволило получить абсолютный рекорд углового разрешения в астрономии на сегодняшний день, а именно: с расстояния более 20 млн. световых лет получено разрешение 8 микросекунд дуги на максимальной базе интерферометра и длине волны 1,3 см. Такое разрешение позволило бы «увидеть» с Земли на Луне источник радиоволн диаметром 3 см.
Благодаря оптимальным конструкторским решениям, в том числе резервам в бортовых системах, заложенным при проектировании, а также грамотному и надежному управлению космический аппарат «Спектр-Р» проработал в интересах научного сообщества более 7 лет, в течение которых было проведено свыше 4000 сеансов наблюдения, накоплено более 4 петабайн ценнейшей научной информации, детально изучено 250 объектов во Вселенной. В наблюдениях приняли участие 240 ученых из 23 стран мира. Обработка и изучение данных продолжается до сих пор. Проект «Радиоастрон» является одним из самых амбициозных и уникальных в своем классе и не имеет аналогов в мире. Среди многих достижений выделяется открытие экстремальной яркости квазаров, ультракомпактных областей водяного пара в аккреционных дисках галактик, нового эффекта рассеяния радиоволн в межзвездных облаках.
Космический аппарат «Спектр-Р» (Изображение НПО Лавочкина)
Сегодня, в окрестности точки Лагранжа L2 системы Солнце-Земля на расстоянии 1,5 млн км от Земли работает уникальная российская астрофизическая орбитальная обсерватория «Спектр-РГ», которая была выведена в космос пять лет назад, 13 июля 2019 года, и изучает Вселенную в рентгеновском диапазоне. Это самый далёкий от Земли действующий российский космический аппарат. Он оснащен двумя зеркальными рентгеновскими телескопами: ART-XC им. М.Н. Павлинского, разработанным ИКИ РАН, и германским eROSITA. Оба телескопа установлены на космической платформе «Навигатор», разработанной в НПО Лавочкина.
Космический аппарат «Спектр-РГ» в цехе (фото НПО Лавочкина)
Главная особенность рентгеновских телескопов на борту «Спектр-РГ» – они способны увидеть объекты, в которых вещество находится в предельных состояниях, достигшие огромных температур и огромных плотностей. Основными источниками по количеству рентгеновского излучения являются квазары, активные ядра галактик и сверхмассивные черные дыры. Они находятся очень далеко, но в рентгеновском диапазоне их видно буквально с края Вселенной.
За четыре года на галоорбите телескопы ART-XC им. М.Н. Павлинского и eROSITA вместе провели четыре полных сканирования небесной сферы, но в феврале 2022 года по инициативе германской стороны телескоп eROSITA был переведен в «спящий» режим.
За результаты работы обсерватория «Спектр-РГ» была удостоена самой престижной международной награды в области астрофизики – премии имени Марселя Гроссмана. Премия присуждена «за создание лучшей в мире карты всего неба в рентгеновских лучах, за открытие миллионов неизвестных ранее сверхмассивных черных дыр на космологических расстояниях, за регистрацию рентгеновского излучения от десятков тысяч скоплений галактик, заполненных в основном «темным веществом», и за возможность детального исследования роста крупномасштабной структуры Вселенной в эпоху доминирования «темной энергии».
Космический аппарат «Спектр-РГ» (Изображение НПО Лавочкина)
В результате отключения телескопа eROSITA программа наблюдений ART-XC им. М.Н. Павлинского изменилась. От обзора всей небесной сферы телескоп перешёл к выполнению собственной программы наблюдений, одной из основных задач которой стал глубокий обзор нашей Галактики – Млечного пути. Благодаря «жесткому» рентгеновскому диапазону российский телескоп ART-XC им. М.Н. Павлинского способен находить источники как в нашей Галактике, так и далеко за её пределами.
Программа работы телескопа была модифицирована таким образом, чтобы учёные ИКИ РАН и специалисты НПО Лавочкина могли прерываться и наблюдать интересные объекты, которые неожиданно появляются на небесной сфере. Один из примеров эффективного сотрудничества состоялся 12 апреля 2024 года – телескоп ART-XC им. М.Н. Павлинского стал первым рентгеновским инструментом, который обнаружил рентгеновское излучение от сверхновой SN2024ggi. Специалисты смогли в максимально короткий срок просчитать новую программу и провести наблюдения. В течение полутора лет до октября 2023 года телескоп ART-XC проводил глубокий обзор плоскости Галактики, после чего сканирование всего неба было возобновлено.
За пять лет работы получен значительный объем научных данных, опубликовано более 150 научных статей. Итогом этой работы стал каталог рентгеновских источников под названием «Каталог пяти обзоров», в него вошли 1545 источников рентгеновского излучения. Работа продолжается, и кто знает, какие открытия нас ждут впереди!
В настоящее время в производственных цехах и конструкторском бюро НПО Лавочкина активно ведётся работа по созданию следующей обсерватории серии «Спектр» – «Спектр-УФ», которая будет исследовать Вселенную в ультрафиолетовом и видимом диапазонах электромагнитного спектра с высоким угловым разрешением. Она будет оснащена оптическим телескопом собственной разработки НПО Лавочкина с диаметром основного зеркала 1,7 метра. Ключевые задачи – получение новых научных данных о физико-химическом составе атмосфер планет в Солнечной системе, исследование физики атмосфер горячих звёзд и природы активных галактических ядер.
Космический аппарат «Спектр-УФ» (Изображение НПО Лавочкина)
Полный цикл производства космической техники, современные наукоёмкие технологии и высококвалифицированные специалисты позволяют АО «НПО Лавочкина» успешно реализовывать сложнейшие проекты для развития отечественной науки.
Заглавное фото: Вручение премии имени Марселя Гроссмана / НПО Лавочкина
