13. julija 2019 je s kozmodroma Baikonur potekal pomemben začetek nacionalne kozmonavtike. Edinstven orbitalni observatorij "Spektr-RG" se je odpravil na oranje neskončnih vesoljskih širin, njegov let traja že skoraj pet dni. Edinstven teleskop je v vesolje izstrelila ruska težka nosilna raketa "Proton-M" z zgornjo stopnjo DM-03. Dve uri po izstrelitvi se je orbitalni observatorij Spektor-RG uspešno ločil od zgornje stopnje. Pričakuje se, da bo novi rentgenski teleskop po približno 100 dneh letenja zasedel bližino točke L2 Lagrange, nato pa bo lahko začel opazovati vesolje.
Treba je opozoriti, da je "Spectrum-RG" že drugi znanstveni aparat iz serije "Spectrum". Prvo rusko vesoljsko plovilo Spektr-R (Radioastron) je bilo uspešno izstreljeno v orbito 18. julija 2011, življenjski cikel pa se je končal januarja 2019. Tretje in četrto vesoljsko plovilo serije Spectrum sta trenutno v razvoju. To sta nova vesoljska teleskopa Spektr-UF (ultravijolična) in Spektr-M (milimetron), ki ju Roskosmos razvija v tesnem sodelovanju z drugimi državami. Izstrelitev teh dveh teleskopov bo potekala šele leta 2025, medtem ko mednarodna znanstvena skupnost nanje polaga velike upe, saj sta oba projekta edinstvena in odpirata nove možnosti za raziskovanje vesolja. Naprave naj bi pomagale odgovoriti na številna vprašanja v astrofiziki in kozmologiji.
Projekt "Spectrum-RG"
Od ideje do izvedbe projekta je minilo več kot 30 let. Koncept novega znanstvenega vesoljskega plovila je bil razvit leta 1987. Predstavniki Sovjetske zveze, Vzhodne Nemčije, Finske, Italije in Velike Britanije so skupaj ustvarili astrofizikalni observatorij. Zasnova naprave se je začela leta 1988. Ta proces so zaupali inženirjem znanstvenega in proizvodnega združenja Lavochkin, Inštitut za vesoljske raziskave Akademije znanosti ZSSR pa je sodeloval pri usklajevanju dela na projektu.
Kasnejši razpad ZSSR, industrijski in gospodarski problemi v poznih osemdesetih in zgodnjih devetdesetih letih ter kronično premalo financiranja dela so resno odložili pripravo observatorija Spektr-RG. Projekt se je zavlekel, ko so se pojavila sredstva, so se pojavile nove težave. V tem času sta bila polnjenje in sestava opreme naprave večkrat popolnoma posodobljena, tehnologije, kot veste, ne stojijo pri miru. Spremenila se je tudi sestava udeležencev projekta, na koncu je poleg Rusije v projektu ostala še Nemčija. Sporazum med Zvezno vesoljsko agencijo, ki jo zastopa Roscosmos, in Nemškim vesoljskim centrom (DLR) je bil podpisan leta 2009 v okviru Mednarodnega letalskega in vesoljskega salona MAKS-2009. Spremenila se je tudi sestava znanstvenih nalog, ki jih je reševal aparat, saj nekatere od njih raziskovalcev niso več zanimale. Posledično se je končni videz vesoljskega plovila v obliki, v katerem so ga izstrelili v vesolje, oblikovalo šele pred nekaj leti, proces njegovega usklajevanja pa je trajal tudi nekaj časa. Hkrati so se tudi naši nemški partnerji soočali s težavami v proizvodnem procesu naprave.
V dokončani obliki naj bi nova orbitalna astrofizikalna opazovalnica "Spectrum-RG" ("Spectrum-Rengten-Gamma") sestavila celoten zemljevid vesolja v območju rentgenskih žarkov spektra. Treba je opozoriti, da je to prvi teleskop v ruski zgodovini (ob upoštevanju sovjetskega obdobja), opremljen s poševno optiko. Vsaj naslednjih pet let bo observatorij Spektr-RG postal edini rentgenski astronomski projekt na svetu. Kot so zapisali v Roskosmosu, bo pregled celotnega neba s sodobnim orbitalnim observatorijem "Spektr-RG" nov korak v rentgenski astronomiji, ki se je začela aktivno razvijati pred 55 leti.
Vloge v projektu Spektr-RG so razdeljene na naslednji način. Satelit (platforma Navigator) je ruski razvoj, izstrelitev iz Baikonurja je ruska (raketa Proton-M), glavni teleskop je nemški eROSITA, dodatni, spremljajoči je ruski ART-XC. Oba zrcalna teleskopa, ki delujeta po principu rentgenske optike s poševno incidenco, sta edinstvena razvoja, ki sta zasnovana tako, da se medsebojno dopolnjujeta in omogočata opazovalniku možnost popolnega pogleda na zvezdnato nebo z rekordno občutljivostjo, ki je še nikoli uporabljali.
Orbitalni observatorij "Spektr-RG"
Edinstven rentgenski teleskop, predstavljen 13. julija, je sestavljen iz več glavnih enot. Orbitalni observatorij Spektr-RG vključuje osnovni modul servisnih sistemov, za razvoj katerega so bili odgovorni inženirji ruske NPO. Lavochkin. Ta modul so razvili na podlagi večnamenskega servisnega modula "Navigator", ki se je že uspešno prikazal v številnih vesoljskih programih. Orbitalni observatorij poleg osnovnega modula vključuje kompleks znanstvene opreme, osnovo kompleksa sestavljata dva rentgenska teleskopa. Po uradni spletni strani podjetja Roscosmos je skupna masa vesoljskega plovila Spektr-RG z gorivom 2712,5 kg, nosilnost 1210 kg, električna moč observatorija 1805 W, hitrost prenosa podatkov (znanstveni podatki) 512 Kbit / s, obdobje aktivnega znanstvenega dela - 6, 5 let.
Glavna oprema orbitalnega observatorija, ki se zdaj prebija do točke L2 Lagrange, so edinstveni rentgenski zrcalni teleskopi, ki so jih ustvarili oblikovalci iz Nemčije in Rusije. Oba teleskopa delujeta po principu rentgenske optike s poševno incidenco. Kot je zapisano v Roskosmosu, imajo rentgenski fotoni zelo visoko energijo. Da bi se odbili od zrcalne površine, jo morajo fotoni udariti pod zelo majhnim kotom. Zaradi tega so rentgenska ogledala, ki se uporabljajo v teleskopih orbitalnega observatorija Spektr-RG, posebej podolgovata, da bi povečali število registriranih fotonov, se ogledala vstavijo drug v drugega, kar ima za posledico sistem, sestavljen iz več lupin. Nemški in ruski rentgenski teleskop naj bi bil sestavljen iz sedmih modulov z detektorji rentgenskih žarkov.
Za izdelavo in proizvodnjo ruskega rentgenskega teleskopa, ki je prejel oznako ART-XC, so inženirji Inštituta za vesoljske raziskave Ruske akademije znanosti, ki so tesno sodelovali z Ruskim zveznim jedrskim centrom v Sarovu, bili odgovorni. Rentgenski teleskop ART-XC, ki so ga ustvarili ruski znanstveniki, razširja zmogljivosti in obseg delovne energije nemškega montažnega teleskopa eROSITA proti višjim energijam (do 30 keV). Energetska območja dveh rentgenskih teleskopov, nameščenih na krovu vesoljskega plovila Spektr-RG, se prekrivajo, kar daje znanstveni opremi prednost v smislu povečanja zanesljivosti rezultatov raziskav in izvajanja kalibracij opreme v orbiti.
Inženirji na Inštitutu Max Planck za zunajzemeljsko fiziko so bili odgovorni za nastanek in proizvodnjo nemškega rentgenskega teleskopa, imenovanega eROSITA. Kot je zapisano na uradni spletni strani Roskosmosa, bo znanstvena naprava, ustvarjena v Nemčiji, prvič v zgodovini omogočila pregled celotnega zvezdnega neba v energijskem območju od 0,5 do 10 keV. Strokovnjaki hkrati ugotavljajo, da je teleskop, proizveden v Nemčiji, bolj "z velikimi očmi", njegovo polno vidno polje in kotna ločljivost sta višja kot pri ruskem teleskopu ART-XC. Hkrati je eROSITA po energijskem območju slabša od ruskega teleskopa. Zato se dva rentgenska teleskopa na vesoljskem plovilu Spektr-RG dopolnjujeta in sta odgovorna za reševanje različnih problemov.
Letalski program in znanstveni pomen
Znanstvenoraziskovalni program predvideva, da se bo novo vesoljsko plovilo Spektr-RG 6, 5 let uporabljalo za različna astrofizična opazovanja in bo znanstvenikom pomagalo odgovoriti na številna vprašanja s področja astrofizike in kozmologije. Štiri leta bo observatorij deloval v načinu skeniranja zvezdnega neba, preostala 2,5 leta - v načinu točkovnega opazovanja različnih vesoljskih objektov v načinu triosne stabilizacije na podlagi vlog svetovne znanstvene skupnosti. Predvideno je opazovanje tako posameznih vesoljskih objektov, ki zanimajo znanstvenike, kot izbranih območij nebesne sfere. Vključno z obsegom rentgenskih žarkov s trdo energijo do 30 keV, zahvaljujoč ruskemu rentgenskemu teleskopu. Še 100 dni (približno tri mesece) bo vesoljski teleskop preletel z Zemlje na točko L2 Lagrange in prva preskusna opazovanja nebesnih teles.
Vesoljsko plovilo ni slučajno izstreljeno v orbito na točki L2 na razdalji približno 1,5 milijona kilometrov od Zemlje. Ta točka velja za najprimernejšo za raziskovanje celotnega neba. Kot ugotavljajo strokovnjaki, bo z vrtenjem okoli svoje osi (približno ustreza smeri Sonca) vesoljski observatorij lahko v šestih mesecih opravil popoln pregled nebesne krogle, medtem ko Sonce ne bo v njegovem vidnem polju. V štirih letih delovanja bo znanstveni aparat lahko izvedel 8 raziskav celotnega neba hkrati, kar bo znanstvenikom omogočilo pridobivanje veliko novih astrofizikalnih informacij. Hkrati bo zaradi korektivnih manevrov treba rešiti precej zapleten problem, ki je sestavljen iz vzdrževanja vesoljskega plovila v orbiti na določeni točki.
Znano je, da bodo vsi podatki ruskega teleskopa ART-XC v celoti pripadali Rusiji, podatki teleskopa eROSITA pa so razdeljeni na pol med Rusijo in Nemčijo. Čeprav se sliši smešno, je bilo odločeno, da nebo razdelimo na dva dela. Vsi podatki o polovici neba za 4 leta raziskav, ko bo teleskop skeniral vesolje, bodo pripadali Rusiji, na drugi polovici neba pa Nemčiji. Države se bodo v prihodnje same odločile, kako bodo razpolagale s prejetimi podatki, kako bodo informacije delile z drugimi državami in v kolikšni meri.
Glavno poslanstvo aparata Spektr-RG je sestaviti podroben "zemljevid" vesolja v rentgenskem spektru z jedri aktivnih galaksij in velikimi jatami galaksij. Znanstveniki upajo, da bo v 6, 5 letih aktivnega znanstvenega dela observatorija človeštvo pomagalo odkriti stotine tisoč zvezd z aktivno korono, več deset tisoč galaksij, ki tvorijo zvezde, in približno tri milijone supermasivnih črnih lukenj. ogromno drugih predmetov, ki bodo znatno razširili naše znanje o vesolju, bodo pripomogli k boljšemu razumevanju procesov njegovega razvoja. Pričakuje se tudi, da bo novo vesoljsko plovilo pomagalo pri raziskovanju lastnosti vroče medzvezdne plazme. Delo observatorija je zelo zanimivo za vso mednarodno znanost. Dejansko novo vesoljsko plovilo omogoča pridobivanje podatkov o vseh astronomskih objektih, ki so znani znanosti.
Obsežen zemljevid našega vesolja, ki ga znanstveniki še niso imeli, je podoben potovanju skozi čas, kar bo pomagalo odgovoriti na veliko število vprašanj. Eno najpomembnejših vprašanj, na katera bo teleskop Spectr-RG pomagal človeštvu odgovoriti, je vprašanje, kako je potekala evolucija galaksij v celotnem obstoju našega vesolja.
