Это журналисту кажется, что времени до запуска космической обсерватории «Спектр-УФ» еще уйма — порядка шести лет как-никак. Однако разработчики так не думают: многое уже сделано, но сколько еще предстоит!
«Спектр-УФ» называют «окном во Вселенную», через которое астрономы смогут изучать ее в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне спектра. Как это «окно» будет выглядеть? Рассказать об этом любезно согласился возглавляющий разработку проекта «Спектр-УФ» научный руководитель Института астрономии РАН, член-корреспондент РАН Борис ШУСТОВ.
— Краткое пояснение для начала. Укрывающая Землю атмосфера, как гигантское плотное одеяло, уберегает землян от всяческих невзгод: опасных излучений, высокоэнергичных частиц, даже от небольших астероидов и метеороидов, в ней сгорающих.
Но в то же время препятствует астрономам получать информацию, столь необходимую для понимания сложных и многообразных физических процессов, происходящих во Вселенной. Нужные сведения содержатся в основном в электромагнитном излучении от космических объектов. Но атмосфера, увы, непрозрачна. Вывод простой: чтобы полноценно изучать Вселенную, нам просто необходимо выходить за границы атмосферы в открытый космос.
— Почему вы отдали предпочтение именно ультрафиолетовой части космического спектра?
— Сначала уточним понятие «ультрафиолетовый участок спектра». Диапазон длин волн УФ-участка довольно широк — 10-400 нанометров, причем земная атмосфера пропускает только излучение с длиной волны 300-400 нм.
Человеческий глаз его не воспринимает, но оно на нас действует: загар и солнечные ожоги, повреждение глаз, не защищенных очками с УФ-фильтрами, выработка витамина D и многое другое — все это его «работа». Излучения видят многие животные, особенно насекомые. Его регистрируют наземные астрономические приборы.
Астрофизики называют этот диапазон «атмосферным ультрафиолетом» или «полосой U».
Однако астрономам известно: более коротковолновое излучение гораздо информативнее, и когда говорят об ультрафиолетовой астрономии, имеют в виду именно участок 10-300 нм. А знания о космических процессах и объектах астрофизики получают с помощью спектрального анализа — надежного способа изучения физических (и химических) процессов, протекающих во Вселенной.
Теперь у нас есть данные о температуре вещества звезды, его плотности, движении, химическом составе, магнитном поле и т. д. Недаром в нашей стране осуществляется программа полетов космических астрофизических обсерваторий под названием «Спектр».
«Спектр-Р» успешно работала на орбите в 2011-2018 годах, продолжает полет «Спектр-РГ», запущенная в 2019-м. Дошла очередь и до обсерватории «Спектр-УФ», предназначенной для наблюдений в ультрафиолетовом участке спектра.
— Но в космосе постоянно находятся различные научные станции. Какую дополнительную информацию предоставит «Спектр-УФ»?
— Действительно, еще в 80-е годы прошлого века в космосе работал крупнейший по тем временам отечественный космический УФ-телескоп (проект «Астрон»). Затем США запустили знаменитый космический телескоп имени Хаббла (КТХ), также предназначенный главным образом для наблюдений в УФ, появились и более скромные УФ-обсерватории.
Это благодаря им удалось найти в космосе молекулы водорода (если на Земле главная молекула — H2O, то в космосе — безусловно, H2), открыть горячую фазу межзвездной среды, существенно увеличить точность определения химического состава звезд, найти структуры (хвосты, кольца) нейтрального газа у тел Солнечной системы и т. д.
Но наука не стоит на месте. Появились новые направления исследований: поиск скрытого вещества во Вселенной, уточнение механизмов звездообразования, детальное изучение проявлений активности многих типов звезд — от горячих гигантов до красных карликов, определение свойств атмосфер экзопланет и т. д.
— Действующие обсерватории, включая «Хаббл», с этим не справляются?
— Судите сами. В программах наблюдений с помощью телескопов есть понятие «фактор давления». Это отношение числа поданных достойных заявок на наблюдения к количеству исполненных. И фактор давления на самый мощный действующий УФ-телескоп КТХ соcтавляет примерно 15. Всего! То есть ресурс КТХ явно недостаточен.
Неудивительно, что американское космическое агентство НАСА планирует запустить в космос мощную обсерваторию в том числе и для исследований в ультрафиолетовом диапазоне. Диаметр нового телескопа будет около 6 метров, но оценить его возможности можно будет лишь в конце 30-х годов нашего столетия. Пока что долгожитель КТХ (запущенный еще в 1990 году) продолжает действовать, для чего в космос не раз направляли бригады ремонтников.
Но сейчас решили больше его не восстанавливать, так что годы (или дни) эксплуатации телескопа сочтены. Поэтому в конце этого десятилетия и в следующем «Спектр-УФ» будет единственной крупной многоцелевой обсерваторией УФ-диапазона.
— Каким будет ваш телескоп?
— Его главное зеркало имеет диаметр 170 см. Для космического телескопа достаточно большое (диаметр зеркала КТХ — 240 см), но у нас более современная конструкция, и по некоторым параметрам мы надеемся превзойти КТХ. Телескоп собирает (концентрирует) излучение космических объектов.
Приборы «Спектра-УФ», прежде всего спектрографы высокого и низкого разрешения, будут регистрировать и анализировать излучение. И с помощью специальных камер — строить изображения объектов со сверхвысоким разрешением (порядка одной десятой угловой секунды).
Отмечу, что все приборы спроектированы и создаются в России. Среди них будет и «Конус-УФ», предназначенный для регистрации гамма-излучения от космических источников.
По мере накопления первичных сведений на борту ценнейшая информация поступит на Землю, в Центр обработки данных. Ее нужно будет очистить от космического шума и различных помех, после чего специалисты приступят к самому интересному и важному — анализу данных.
По космическим масштабам обсерватория «Спектр-УФ» считается крупной. Вес телескопа и научных приборов — около 1,5 тонны. Плюс платформа массой примерно в 1 тонну. Она обеспечит энэргопитание оборудования, ориентацию обсерватории, связь и т. д. Длина телескопа — примерно 6 м, размах солнечных панелей — около 8 м.
Стоимость обсерватории по космическим меркам невелика: в общепринятых единицах — всего 300 миллионов долларов. Для сравнения: только изготовление КТХ стоило 2 миллиарда долларов, а каждая ремонтная экспедиция — приблизительно полмиллиарда.
Всего на проект КТХ затрачено около 10 миллиардов. Но США могут себе это позволить. Наша страна, по официальным данным, на научный космос тратит в десятки раз меньше.
Запуск «Спектра-УФ» с космодрома Восточный ракетой-носителем «Ангара-5» планируется на 2029 год. Гарантийный срок работы обсерватории — 5 лет. Это минимум. Однако по опыту живучести отечественных космических станций рассчитываем, что в действительности он составит 7-10 лет.
Головная научная организация — Институт астрономии РАН, а за создание космического комплекса АО отвечает «НПО Лавочкина».
У нас много партнеров. Среди участников проекта — Федеральный ядерный центр в Сарове, Институт космических исследований РАН, крупнейшие отечественные обсерватории и ряд других организаций.
Орбита, на которой будет работать обсерватория, — геосинхронная, период обращения — 24 часа, расстояние до Земли — около 35 тысяч км, наклонение к плоскости экватора — 35 градусов.
Причины выбора орбиты разные, в первую очередь чтобы избежать воздействие на технику радиации и для удобства наблюдений.
— Что уже сделано, над чем вы работаете сейчас?
— Почти половина выделенных нам средств уже потрачена, но сделано, считаю, больше половины. В основном созданы научные приборы, включая телескоп. Летные экземпляры будут готовы (если все пойдет по плану) в 2028-м, примерно за год до запуска.
— Влияют ли санкции на выполнение проекта?
— Да, вынужден признать, они затормозили работы, возможно, на пару лет или даже больше. Скажем, мы используем очень совершенные приемники излучения, требования к которым чрезвычайно высокие.
В России таких приемников не было, и мы закупали их за рубежом. Но в известный момент нам этот канал поставок перекрыли. Хорошо, что мы успели получить достаточное количество приемников.
Однако все равно проекты приборов пришлось корректировать.
И все же сегодня, можно сказать, технических проблем у нас нет. Если будут соблюдены планы финансирования согласно Федеральной космической программе, то, уверен, проектное задание будет выполнено, и «окно во Вселенную» откроетcя в этом десятилетии.
Записал Юрий Дризе
Иллюстрацию предоставил Б.Шустов
Нет комментариев