«Спектр-РГ»: самый амбициозный проект России
25 апреля на космодром Байконур специальным грузовым самолетом была доставлена космическая астрофизическая обсерватория Спектр-Рентген-Гамма («Спектр-РГ»). Это один из самых амбициозных российских проектов в космической сфере, состоящий из двух современных телескопов – российского ART-XC (совместная разработка ИКИ РАН и РФЯЦ в г.Саров) и немецкого e-ROSITA. За 4 года работы они должны построить самую подробную карту Вселенной. Запуск намечен на 21 июня 2019 года.
О том, как готовился этот уникальный проект и какие еще открытия нас ждут в ходе его миссии, нам рассказал заместитель директора по научной работе Института космических исследований РАН, профессор РАН, д-р физ.-мат. наук Александр Лутовинов.
— Что собой представляет космическая обсерватория «Спектр-РГ»?
— «Спектр-РГ» — это обсерватория, инструментами которой являются два рентгеновских телескопа с оптикой косого падения. Это российский телескоп ART-XC и немецкий телескоп e-ROSITA.
У них схожий принцип работы: установлены зеркальные системы, но не оптические, а рентгеновские, с поверхностью, плавно переходящей из параболы в гиперболу. Эта поверхность отполирована с высокой точностью. Рентгеновские лучи дважды отражаются от нее и фокусируются на некотором расстоянии.
Но есть и отличия. Основное состоит в том, что они работают в разных диапазонах рентгеновского спектра.
Немецкий телескоп работает в более мягком диапазоне, примерно до 10 кэВ, российский – в более жестком, до 30 кэВ. Благодаря этому они могут фиксировать разные объекты и покрывают более широкий диапазон длин волн. Некоторые объекты могут быть не видны в мягких лучах сквозь толщу пыли и газа, некоторые объекты, наоборот, не видны в жестких лучах. А есть объекты, которые хорошо видны и в мягких, и в жестких лучах.
Два телескопа дополняют друг друга: что-то увидит только ART-XC, что-то – только eROSITA, а какие-то объекты увидят оба телескопа.
— Если говорить глобально: в чем задача проекта «Спектр-РГ»? Что мы узнаем благодаря ему?
— Глобальная задача этого проекта – сделать самый глубокий обзор Вселенной в рентгеновских лучах. Четыре года обсерватория будет вращаться вокруг своей оси и сканировать все небо. В день она сканирует «небесное кольцо» шириной в один градус, сдвигаясь на градус ежедневно. Таким образом, за полгода она делается обзор всего неба. Чтобы получить максимально глубокие данные, обзор повторится 8 раз за 4 года. За это время обсерватория должна увидеть все массивные скопления галактик, согласно современным оценкам, их около 100 тысяч, около 3 миллионов сверхмассивных черных дыр, находящихся в ядрах галактик, и сделать самую глубокую перепись объектов Вселенной на настоящий момент. А поскольку излучение от далеких объектов идет к нам очень долго, мы увидим их такими, какими они были на заре существования Вселенной, несколько миллиардов лет назад. Кроме этого, обсерватория получит информацию о нескольких сотнях тысяч звезд, о кометах, о черных дырах звездных масс, о галактиках, нейтронных звездах, о сотнях тысяч белых карликов. Это будет самая глубокая перепись объектов Вселенной и, в том числе, нашей галактики.
— Как будут поделены результаты исследований, учитывая участие в проекте двух стран?
— Официальное название проекта «Спектр-РГ» — Проект федеральной космической программы России с участием Германии. Так записано в соглашении, которое подписано Роскосмосом и DLR – Германским центром авиации и космонавтики. Права на данные, которые получит российский телескоп ART-XC, полностью принадлежат российской стороне. Права на данные телескопа eROSITA будут разделены поровну между российскими и немецкими учеными. Образно говоря, мы поделили на две части нашу Вселенную: российские ученые будут обрабатывать данные о своей половине Вселенной, немецкие ученые – о своей. Затем, я думаю, будет создана общая база полученных данных. Ведущими организациями здесь выступают Институт космических исследований РАН с нашей стороны и Институт внеземной физики Общества им. Макса Планка со стороны Германии.
— Откуда начнутся совместные исследования?
— Общий стартовый градус исследований проходит через центр одного из наиболее интересных объектов — сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики. Это зона совместного сотрудничества между Россией и Германией. Сегодня ее активно изучают в разных странах мира, пытаясь понять ее свойства и характеристики.
— Как возникла идея создания такого проекта?
— Проекты серии «Спектр» были задуманы еще в конце 1980-х годов. Это должна была быть целая серия – «Спектр-Р», «Спектр-РГ» и «Спектр-УФ». Но события начала 90-х годов нанесли серьезнейший удар и по стране, и по всей нашей науке. Проект «Спектр-РГ» был приостановлен, хотя большая часть инструментов для него уже была готова. Проект тогда был совсем другой: это была обсерватория с примерно десятком инструментов для наблюдений выбранных объектов в разных диапазонах длин волн. Некоторое время мы думали, как реинкарнировать проект. И в середине 2000-х возникла идея с немецкими коллегами сделать именно обзорную миссию для построения карты Вселенной. Несколько лет шли консультации, подсчеты, проработки, и в 2009 году было подписано соглашение о проекте. На сегодняшний день это самый дорогой и амбициозный проект России с участием Германии в области космических исследований.
— Какие этапы сборки уже прошла обсерватория «Спектр-РГ» и какие – еще впереди?
— Монтаж обсерватории происходил в НПО им. Лавочкина: ART-XC находился там с декабря 2016 года, eROSITA приехала в январе 2017 года. Их установили на разработанную в НПО платформу «Навигатор», долго монтировали, настраивали, тестировали. Оба телескопа довольно крупные: ART-XC весит 350 кг, eROSITA в два раза больше. В итоге сегодня это единый комплекс: оба телескопа жестко прикреплены к платформе и «смотрят» в одну точку. В конце зимы для подготовки к запуску на Байконур были отправлены ракета и разгонный блок, а 25 апреля прилетела и сама обсерватория. Сейчас на Байконуре будут проводиться предварительные тесты, а дальше будет происходить окончательная сборка.
— Дата запуска за последние годы уже переносилась. На сегодняшний день – это 21 июня?
— Нужно понимать, что это очень сложные работы, сложный проект: такие телескопы сделаны впервые. Есть предварительный план, но вполне ожидаемо, что сроки сдвигаются: появляются сложности, которые нужно преодолевать. В такой стадии готовности, как сегодня, мы еще никогда не были – все идет по плану и окончательная дата запуска не меняется, 21 июня 2019 года.
