Am 13. Juli 2019 fand vom Kosmodrom Baikonur aus ein wegweisender Start für die nationale Kosmonautik statt. Das einzigartige Orbital-Observatorium „Spektr-RG“machte sich auf, die endlosen Weiten des Weltraums zu pflügen, sein Flug dauert fast fünf Tage. Das einzigartige Teleskop wurde von der russischen schweren Trägerrakete "Proton-M" mit der Oberstufe DM-03 ins All geschossen. Zwei Stunden nach dem Start trennte sich das Orbitalobservatorium Spektor-RG erfolgreich von der Oberstufe. Es wird erwartet, dass das neue Röntgenteleskop nach etwa 100 Flugtagen die Nähe des L2 Lagrange-Punktes einnimmt und dann mit der Beobachtung des Universums beginnen kann.
Anzumerken ist, dass das „Spectrum-RG“bereits das zweite wissenschaftliche Gerät der „Spectrum“-Reihe ist. Die erste russische Raumsonde Spektr-R (Radioastron) wurde am 18. Juli 2011 erfolgreich in die Umlaufbahn gebracht, ihr Lebenszyklus endete im Januar 2019. Die dritte und vierte Raumsonde der Spectrum-Serie befinden sich derzeit in der Entwicklung. Dies sind die neuen Weltraumteleskope Spektr-UF (Ultraviolett) und Spektr-M (Millimetron), die Roskosmos in enger Zusammenarbeit mit anderen Staaten entwickelt. Der Start dieser beiden Teleskope wird frühestens 2025 erfolgen, und die internationale wissenschaftliche Gemeinschaft setzt große Hoffnungen auf sie, da beide Projekte einzigartig sind und neue Möglichkeiten für die Erforschung des Weltraums eröffnen. Die Geräte sollen helfen, viele Fragen der Astrophysik und Kosmologie zu beantworten.
Projekt "Spectrum-RG"
Von der Idee bis zur Umsetzung des Projekts sind über 30 Jahre vergangen. Das Konzept eines neuen wissenschaftlichen Raumfahrzeugs wurde bereits 1987 entwickelt. Vertreter der Sowjetunion, der DDR, Finnlands, Italiens und Großbritanniens arbeiteten zusammen, um ein astrophysikalisches Observatorium aufzubauen. Das Design des Geräts wurde 1988 begonnen. Dieser Prozess wurde den Ingenieuren der Lavochkin Scientific and Production Association anvertraut, und das Weltraumforschungsinstitut der Akademie der Wissenschaften der UdSSR war an der Koordinierung der Projektarbeiten beteiligt.
Der anschließende Zusammenbruch der UdSSR, industrielle und wirtschaftliche Probleme in den späten 1980er und frühen 1990er Jahren und die chronische Unterfinanzierung der Arbeiten verzögerten die Vorbereitung des Spektr-RG-Observatoriums erheblich. Das Projekt verzögerte sich, als die Finanzierung aufkam, traten neue Schwierigkeiten auf. In dieser Zeit wurden die Befüllung und die Zusammensetzung der Ausrüstung des Geräts mehrmals vollständig aktualisiert, die Technologien stehen bekanntlich nicht still. Auch die Zusammensetzung der Projektbeteiligten änderte sich, am Ende blieb neben Russland auch Deutschland im Projekt. Die Vereinbarung zwischen der durch Roscosmos vertretenen Bundes-Raumfahrtbehörde und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wurde 2009 im Rahmen des Internationalen Luft- und Raumfahrtsalons MAKS-2009 unterzeichnet. Auch die Zusammensetzung der von den Apparaten gelösten wissenschaftlichen Aufgaben änderte sich, da einige von ihnen für die Forscher nicht mehr interessant waren. Infolgedessen entstand das endgültige Erscheinungsbild des Raumfahrzeugs in der Form, in der es in den Weltraum geschossen wurde, erst vor wenigen Jahren, und auch der Prozess seiner Koordination nahm einige Zeit in Anspruch. Gleichzeitig hatten auch unsere deutschen Partner Schwierigkeiten im Herstellungsprozess des Geräts.
In der fertigen Form soll das neue orbitale astrophysikalische Observatorium "Spectrum-RG" ("Spectrum-Rengten-Gamma") eine vollständige Karte des Universums im Röntgenbereich des Spektrums erstellen. Es sei darauf hingewiesen, dass dies das erste Teleskop in der russischen Geschichte (unter Berücksichtigung der Sowjetzeit) ist, das mit einer Schrägeinfalloptik ausgestattet ist. Für mindestens die nächsten fünf Jahre wird das Spektr-RG-Observatorium das einzige Röntgenastronomieprojekt der Welt. Wie in Roskosmos angemerkt, wird die Vermessung des gesamten Himmels durch das moderne Orbitalobservatorium "Spektr-RG" ein neuer Schritt in der Röntgenastronomie sein, die sich vor 55 Jahren aktiv zu entwickeln begann.
Die Rollen im Projekt Spektr-RG sind wie folgt aufgeteilt. Der Satellit (Navigator-Plattform) ist eine russische Entwicklung, der Start von Baikonur ist russisch (Proton-M-Rakete), das Hauptteleskop ist das deutsche eROSITA, das zusätzliche, begleitende ist das russische ART-XC. Beide Spiegelteleskope, die nach dem Prinzip der schräg einfallenden Röntgenoptik arbeiten, sind einzigartige Entwicklungen, die sich gegenseitig ergänzen und der Sternwarte die Möglichkeit eines vollständigen Blicks auf den Sternenhimmel mit einer noch nie dagewesenen Rekordempfindlichkeit bieten.
Orbital-Observatorium "Spektr-RG"
Das einzigartige Röntgenteleskop, das am 13. Juli gestartet wurde, besteht aus mehreren Haupteinheiten. Das Orbitalobservatorium Spektr-RG umfasst ein Basismodul von Servicesystemen, für dessen Entwicklung die Ingenieure der russischen NPO verantwortlich waren. Lawotschkin. Dieses Modul wurde von ihnen auf Basis des Mehrzweck-Dienstmoduls "Navigator" entwickelt, das sich bereits in einer Reihe von Raumfahrtprogrammen erfolgreich bewährt hatte. Das Orbital-Observatorium umfasst neben dem Grundmodul einen wissenschaftlichen Gerätekomplex, dessen Basis aus zwei Röntgenteleskopen besteht. Laut der offiziellen Website der Firma Roscosmos beträgt die Gesamtmasse des betankten Spektr-RG-Raumschiffs 2712,5 kg, die Nutzlast beträgt 1210 kg, die elektrische Leistung des Observatoriums beträgt 1805 W, die Datenübertragungsrate (wissenschaftliche Informationen) beträgt 512 Kbit / s, Zeitraum der aktiven wissenschaftlichen Arbeit - 6, 5 Jahre.
Die Hauptausrüstung des Orbitalobservatoriums, das nun seinen Weg zum L2 Lagrange-Punkt macht, sind einzigartige Röntgenspiegelteleskope von Designern aus Deutschland und Russland. Beide Teleskope arbeiten nach dem Prinzip der schräg einfallenden Röntgenoptik. Wie in Roskosmos erwähnt, haben Röntgenphotonen eine sehr hohe Energie. Um von einer spiegelnden Oberfläche abzuprallen, müssen Photonen in einem sehr kleinen Winkel darauf treffen. Aus diesem Grund werden die in den Teleskopen des Orbitalobservatoriums Spektr-RG verwendeten Röntgenspiegel speziell verlängert und um die Zahl der registrierten Photonen zu erhöhen, werden die Spiegel ineinander gesteckt, sodass ein System bestehend aus mehrere Muscheln. Sowohl das deutsche als auch das russische Röntgenteleskop sollen aus sieben Modulen mit Röntgendetektoren bestehen.
Für die Entwicklung und Produktion des russischen Röntgenteleskops, das die Bezeichnung ART-XC erhielt, arbeiteten die Ingenieure des Weltraumforschungsinstituts der Russischen Akademie der Wissenschaften in enger Zusammenarbeit mit dem russischen Föderalen Nuklearzentrum in Sarow, verantwortlich waren. Das von russischen Wissenschaftlern entwickelte ART-XC-Röntgenteleskop erweitert die Fähigkeiten und den Betriebsenergiebereich des deutschen eROSITA-Teleskops in Richtung höherer Energien (bis zu 30 keV). Die Energiebereiche der beiden an Bord der Raumsonde Spektr-RG installierten Röntgenteleskope überschneiden sich, was der wissenschaftlichen Ausrüstung einen Vorteil hinsichtlich der Erhöhung der Zuverlässigkeit von Forschungsergebnissen und der Durchführung von Ausrüstungskalibrierungen im Orbit bietet.
Die Ingenieure des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik waren für die Entwicklung und Produktion des deutschen Röntgenteleskops eROSITA verantwortlich. Wie auf der offiziellen Website von Roskosmos vermerkt, wird ein in Deutschland hergestelltes wissenschaftliches Gerät zum ersten Mal in der Geschichte den gesamten Sternenhimmel im Energiebereich von 0,5 bis 10 keV vermessen. Gleichzeitig stellen Experten fest, dass das in Deutschland produzierte Teleskop "großäugiger" ist, sein volles Sehfeld und seine Winkelauflösung höher sind als die des russischen Teleskops ART-XC. Gleichzeitig ist eROSITA dem russischen Teleskop im Energiebereich unterlegen. Deshalb ergänzen sich die beiden Röntgenteleskope an Bord der Raumsonde Spektr-RG und sind für die Lösung verschiedener Probleme zuständig.
Flugprogramm und wissenschaftliche Bedeutung
Das wissenschaftliche Forschungsprogramm geht davon aus, dass die neue Raumsonde Spektr-RG 6, 5 Jahre für verschiedene astrophysikalische Beobachtungen eingesetzt wird und Wissenschaftlern bei der Beantwortung vieler Fragen aus dem Bereich der Astrophysik und Kosmologie helfen wird. Vier Jahre lang wird das Observatorium im Modus der Sternenhimmelabtastung arbeiten, die restlichen 2,5 Jahre im Modus der Punktbeobachtung verschiedener Weltraumobjekte im Modus der triaxialen Stabilisierung auf der Grundlage von Anträgen aus der weltweiten wissenschaftlichen Gemeinschaft. Es ist geplant, sowohl einzelne für Wissenschaftler interessante Weltraumobjekte als auch ausgewählte Gebiete der Himmelssphäre zu beobachten. Auch im Röntgenbereich harter Energie bis 30 keV dank des russischen Röntgenteleskops. Weitere 100 Tage (ca. drei Monate) dauert der Flug des Weltraumteleskops von der Erde zum Lagrange-Punkt L2 und die ersten Testbeobachtungen von Himmelskörpern.
Die Raumsonde wird nicht versehentlich am L2-Punkt in einer Entfernung von etwa 1,5 Millionen Kilometern von der Erde in eine Umlaufbahn geschossen. Dieser Punkt gilt als am besten geeignet, um den gesamten Himmel zu vermessen. Wie Experten anmerken, wird das Weltraumobservatorium, das sich um seine Achse dreht (entspricht ungefähr der Richtung zur Sonne), in sechs Monaten eine vollständige Vermessung der Himmelssphäre durchführen können, während die Sonne nicht in ihrem Sichtfeld ist. In vier Betriebsjahren wird der wissenschaftliche Apparat in der Lage sein, 8 Vermessungen des gesamten Himmels gleichzeitig durchzuführen, wodurch Wissenschaftler viele neue astrophysikalische Informationen gewinnen können. Gleichzeitig wird es aufgrund von Korrekturmanövern notwendig sein, ein ziemlich komplexes Problem zu lösen, das darin besteht, das Raumfahrzeug an einem bestimmten Punkt in der Umlaufbahn zu halten.
Es ist bekannt, dass alle Daten des russischen Teleskops ART-XC vollständig Russland gehören werden, und die Daten des eROSITA-Teleskops werden zwischen Russland und Deutschland halbiert. So komisch es klingen mag, es wurde beschlossen, den Himmel in zwei Teile zu teilen. Alle Daten auf einer Himmelshälfte für 4 Jahre Forschung, wenn das Teleskop das Universum scannen wird, werden Russland und auf der anderen Himmelshälfte - Deutschland - gehören. Zukünftig werden die Länder selbst entscheiden, wie und in welchem Umfang die erhaltenen Daten entsorgt werden, wie sie Informationen mit anderen Ländern teilen.
Die Hauptaufgabe der Spektr-RG-Apparatur besteht darin, eine detaillierte "Karte" des Universums im Röntgenspektrum mit den Kernen aktiver Galaxien und großer Galaxienhaufen zu erstellen. Wissenschaftler hoffen, dass es in 6, 5 Jahren aktiver wissenschaftlicher Arbeit des Observatoriums der Menschheit helfen wird, Hunderttausende von Sternen mit aktiver Korona, Zehntausende von sternbildenden Galaxien und etwa drei Millionen supermassereichen Schwarzen Löchern sowie a Eine große Zahl anderer Objekte, die unser Wissen über das Universum erheblich erweitern, wird dazu beitragen, die Prozesse seiner Evolution besser zu verstehen. Es wird auch erwartet, dass die neue Raumsonde bei der Erforschung der Eigenschaften von heißem interstellaren Plasma helfen wird. Die Arbeit des Observatoriums ist für die gesamte internationale Wissenschaft von großem Interesse. Tatsächlich ermöglicht die neue Raumsonde, Daten zu allen der Wissenschaft bekannten astronomischen Objekten zu erhalten.
Eine groß angelegte Karte unseres Universums, über die Wissenschaftler noch nicht verfügen, ist mit einer Zeitreise vergleichbar, die bei der Beantwortung einer Vielzahl von Fragen helfen wird. Eine der wichtigsten Fragen, bei deren Beantwortung das Spectr-RG-Teleskop der Menschheit helfen wird, ist die Frage, wie die Entwicklung von Galaxienhaufen während der gesamten Existenz unseres Universums ablief.
