| Spektr-R | |
|---|---|
| Radioastron | |
| "Spektr-R" v montážní a testovací budově kosmodromu Bajkonur | |
| Zákazník | Astrospace Center FIAN |
| Výrobce | NPO pojmenovaná po Lavočkinovi |
| Operátor | NPO pojmenovaná po Lavočkinovi |
| Úkoly | studium astronomických objektů s rozlišením až 7 µs oblouku |
| Satelit | Země |
| panel | Bajkonur , lokalita 45/1 |
| nosná raketa | " Zenit-3SLBF " |
| zahájení | 18. července 2011 v 02:31 UTC |
| Vstup na oběžnou dráhu | 18. července 2011 v 06:06 UTC |
| Délka letu |
plán: 5 let celkem: 7 let 10 měsíců a 11 dní |
| Deorbit | 5. února 2019 (ztráta signálu) |
| ID COSPAR | 2011-037A |
| SCN | 37755 |
| Specifikace | |
| Plošina | "Navigátor" |
| Hmotnost | 3295 kg |
| Průměr | 10 m |
| Napájení | 2400 W |
| Zásoby energie | solární panely |
| Orientace | tříosý |
| stěhovák | CUDM [1] |
| Životnost aktivního života | 5 let (balistická životnost 10 let) [2] |
| Orbitální prvky | |
| Typ oběžné dráhy | Vysoká eliptická geocentrická dráha |
| Hlavní osa | Najeto 189 000 km |
| Excentricita | 0,9059 |
| Nálada | 51,3° (počáteční) |
| Období oběhu | 8 dní 7 hodin |
| apocentrum | 338 541,5 km |
| pericentrum | 10 651,6 km |
| stránky RadioAstron | |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
"Radioastron" ( Eng. RadioAstron ) je mezinárodní [3] vesmírný projekt s přední ruskou účastí, jehož cílem je provést základní astrofyzikální výzkum v rádiovém rozsahu elektromagnetického spektra pomocí kosmického radioteleskopu (SRT) namontovaného na ruské kosmické lodi (SC) Spektr -R, jako součást pozemních VLBI sítí . Koordinátorem projektu je Astrospace Center společnosti FIAN [4] . Projekt umožňuje získat nejvyšší úhlové rozlišení v historii astronomie [5] - 7 úhlových mikrosekund při základní linii 340 000 km [6] .
První ze čtyř zařízení řady Spectrum (druhé je Spectrum-RG , třetí Spectrum-UV a čtvrté Spectrum-M ).
Hlavním vědeckým cílem mise je studium astronomických objektů různých typů s dosud nevídaným rozlišením až do miliontin oblouku . Rozlišení dosažené pomocí projektu Radioastron umožní studovat:
Kromě vybavení pro hlavní misi jsou na palubě satelitu přístroje pro experiment Plasma-F [7] . Zařízení váží asi 20 kg a dokáže měřit proudění slunečního větru s časovým rozlišením 30 milisekund (to je srovnatelné se satelity jako „ACE“ (Advanced Composition Explorer) a „ Wind “). Měření rychlosti, teploty a koncentrace slunečního větru mají časové rozlišení 1,5 sekundy [8] .
Úkolem vědeckého experimentu Plasma-F je sledovat meziplanetární prostředí za účelem předpovědi „ vesmírného počasí “, studovat sluneční vítr a turbulence magnetického pole v rozsahu 0,1–30 Hz a studovat procesy urychlování kosmických částic . . Družice je několik dní mimo zemskou magnetosféru , což umožňuje pozorovat meziplanetární prostředí a poté velmi rychle projde všemi vrstvami magnetosféry, díky čemuž je možné sledovat její změnu.
Základem projektu je pozemní-kosmický radiový interferometr s extra dlouhou základnou , sestávající ze sítě pozemních radioteleskopů a kosmického radioteleskopu (SRT) [3] [4] instalovaného na ruské kosmické lodi Spektr-R . Tvůrce přístroje "Spektr-R" - NPO pojmenovaného po Lavočkinovi [9] , hlavní konstruktér - Vladimir Bobyshkin [8] .
Podstatou experimentu je současné pozorování jednoho rádiového zdroje vesmírnými a pozemními radioteleskopy. Záznamy přijímané na radioteleskopech jsou dodávány s časovými razítky z vysoce přesných atomových hodin , což spolu s přesnou znalostí polohy dalekohledů umožňuje synchronizovat záznamy a získat rušení ze signálů zaznamenaných na různých dalekohledech. Díky tomu nezávisle pracující dalekohledy tvoří jeden interferometr, jehož úhlové rozlišení je určeno vzdáleností mezi dalekohledy, nikoli velikostí antén ( metoda VLBI ). SRT obíhá po eliptické dráze s výškou apogea asi 340 tisíc km [10] , srovnatelnou se vzdáleností k Měsíci , a využívá měsíční gravitaci k otáčení roviny své oběžné dráhy. Vysoké rozlišení při pozorování rádiových zdrojů zajišťuje velké rameno interferometru, které se rovná výšce apogea oběžné dráhy .
Hlavní parametry pozemního interferometru projektu Radioastron [11] :
| Rozsah (λ, cm) | 92 | osmnáct | 6.2 | 1,2–1,7 |
| Rozsah (ν, GHz) | 0,327 | 1,665 | 4,83 | 25-18 |
| Šířka pásma (Δν, MHz) | čtyři | 32 | 32 | 32 |
| Šířka interferenčního laloku ( μs oblouku ) na základní linii 350 000 km | 540 | 106 | 37 | 7,1-10 |
| Citlivost toku (σ, m Jy ), EVLA anténa na Zemi , akumulace 300 s | deset | 1.3 | 1.4 | 3.2 |
Šířka interferenčního laloku určuje úhlové rozlišení rádiového interferometru, to znamená, že například při vlnové délce 92 cm bude Radioastron schopen rozlišit dva zdroje rádiové emise umístěné v úhlové vzdálenosti asi 540 μs nebo více od sebe a při vlnové délce 6,2 cm - ještě blíže ( 37 µs a více) [12] .
Činnost interferometru vyžaduje znalost polohy kosmické lodi s vysokou přesností. Podle zadání je požadovaná přesnost: několik set metrů na vzdálenost, rychlost - ne horší než 2 cm / s , zrychlení - 10 -7 m / s² . Aby bylo zajištěno použití těchto požadavků [5] :
Vesmírný radioteleskop s přijímací parabolickou anténou o průměru 10 metrů byl vypuštěn na vysokou apogeální dráhu družice Země s výškou až 350 tisíc km jako součást kosmické lodi Spektr-R [13] . Jedná se o největší vesmírný radioteleskop na světě, který byl zaznamenán v Guinessově knize rekordů [14] .
V projektu Radioastron umožňuje použití radioteleskopu na vysoce eliptické dráze získat interferometr se základnou mnohem větší, než je průměr Země. Interferometr s takovou základnou umožňuje získat informace o struktuře galaktických a extragalaktických rádiových zdrojů na úhlových měřítkách řádově 30 mikrosekund a dokonce až 8 mikrosekundách oblouku pro nejkratší vlnovou délku projektu ( 1,35 cm ), kdy pozorování při maximální délce základny.
VybaveníCelková hmotnost vědeckého užitečného zatížení je přibližně 2600 kg . Zahrnuje hmotnost sklopné parabolické antény o průměru 10 m ( 1500 kg ) a hmotnost elektronického komplexu obsahujícího přijímače, nízkošumové zesilovače , frekvenční syntezátory , řídicí jednotky, převodníky signálu, frekvenční standardy, vysoce informativní systém přenosu vědeckých dat (asi 900 kg ). Hmotnost celé družice vynesené na oběžnou dráhu pomocí nosné rakety Zenit-2SB s horním stupněm Fregat-2SB je asi 3850 kg [9]
Celkový výkon systému je 2600 W , z toho 1150 W je použito pro vědecké přístroje. Ve stínu vám baterie zařízení umožňuje pracovat asi dvě hodiny bez napájení ze solárních panelů [8] .
AnténaAnténa kosmického radioteleskopu se skládá z 27 laloků . Při vypuštění na cílovou oběžnou dráhu byla anténa ve složeném (podobně jako deštník) stavu. Po dosažení cílové oběžné dráhy bylo provedeno mechanické otevření antény radioteleskopu [8] . Anténa je vyrobena z uhlíkových vláken [15] .
Prototyp, 5metrová anténa, byl testován na zemi a potvrdil správnost zvoleného návrhu. Poté byla vyrobena 10metrová anténa, nejprve testovaná na zemi na testovacím místě [16] pro testování a kalibraci KRT-10 na Pushchino Radio Astronomy Observatory .
Až do selhání poslední sady přijímače velitelského rádiového spojení v lednu 2019 byly největší ruské anténní komplexy P-2500 (průměr 70 m ) ve Východním centru pro komunikaci v hlubokém vesmíru a TNA-1500 (průměr 64 m ) ve Středisku pro Space Communications poblíž Moskvy byly použity pro obousměrné komunikační relace " Bear Lakes . Na krátké vzdálenosti k SRT (do 100 tisíc km ) byla použita anténa NS-3.7 umístěná v MCC-L v NPO. S. A. Lavočkina.
Komunikace s aparaturou "Spektr-R" byla možná ve dvou režimech. Prvním režimem je obousměrná komunikace včetně přenosu povelů na tabuli a příjmu telemetrických informací z ní.
Druhým komunikačním režimem je reset rádiových interferometrických dat prostřednictvím vysoce směrové antény vysoce informativního rádiového komplexu (VIRK). Data bylo potřeba přenášet v reálném čase [5] , protože dalekohled neobsahoval velkokapacitní paměťové zařízení. V roce 2015 byla pro příjem radiointerferometrických dat použita sledovací stanice vytvořená na základě 22metrového radioteleskopu RT-22 v Pushchino u Moskvy . Tok informací shromážděných dalekohledem byl 144 megabitů za sekundu. Pro umožnění interferometrických pozorování v době, kdy kosmická loď není viditelná pro sledovací stanici Pushchino, financoval Roskosmos vytvoření dalších sledovacích stanic mimo Rusko: v USA a Jižní Africe [17] [18] . Od srpna 2013 byla uvedena do provozu stanice v Green Bank (USA, Západní Virginie) [5] .
Projekt byl zahájen v letech 1979-1980, se souhlasem Leonida Iljiče Brežněva přežil období stagnace a ekonomického poklesu v 90. letech 20. století .
V druhé polovině roku 2000 byl projekt na cca 5 let významně revidován [5] .
SRT odstartovala 18. července 2011 v 6:31 moskevského času ze 45. stanoviště kosmodromu Bajkonur nosná raketa Zenit-2SLB80 s horním stupněm Fregat-SB [19] .
Dne 18. července 2011 v 10:06 moskevského času dosáhla sonda Spektr-R cílové vysoce eliptické dráhy s následujícími parametry [9] :
Ráno 22. července byl vydán povel k otevření antény, asi po 10 minutách byl přijat signál, že se motor zodpovědný za otevření zastavil. Neexistoval však žádný signál potvrzující odhalení. V noci z 22. na 23. července bylo rozhodnuto o rozmístění satelitu tak, aby slunce rovnoměrně prohřálo konstrukci antény. Ráno byl vydán druhý příkaz k otevření dalekohledu a poté k opravě okvětních lístků. Poté byly přijaty signály potvrzující úspěšnou fixaci každého z 27 laloků antény [5] .
Vlivem měsíční gravitace se rovina oběžné dráhy plynule otáčí, což umožňuje observatoři skenovat prostor ve všech směrech [5] . Během plánované doby provozu ( 5 let ) zvedne přitažlivost Měsíce apogeum radioteleskopu do výšky 390 000 km [20] .
Při pohybu na oběžné dráze prochází kosmická loď radiačními pásy Země , což zvyšuje radiační zátěž jejích přístrojů. Životnost kosmické lodi je cca 5 let [21] . Podle balistických výpočtů bude SRT létat 9 let , poté vstoupí do hustých vrstev atmosféry a shoří [22] .
V březnu 2012 byla orbita korigována, což zajistilo gravitačně stabilní režim na dalších 10 let [5] .
Vesmírný radioteleskop instalovaný na palubě ruské lodi Spektr-R je v době svého vstupu na oběžnou dráhu radioteleskopem nejvzdálenějším od Země [20] .
Po otevření zrcadla přijímací antény SRT trvalo asi tři měsíce před zahájením pozorování synchronizace s pozemskými radioteleskopy [23] .
Na konci testu všech systémů zařízení začala etapa vědeckého výzkumu. Na Zemi se jako synchronní radioteleskopy používají dvě stěmetrové radioteleskopy v Green Bank ( Západní Virginie , USA ) a v Effelsbergu ( Německo ) a také slavná rádiová observatoř Arecibo ( Portoriko ) [20] . Pozemní interferometr s takovou základnou poskytuje informace o morfologických charakteristikách a souřadnicích galaktických a extragalaktických rádiových zdrojů s interferenčními laloky o šířce až 8 mikrosekund pro nejkratší vlnovou délku projektu ( 1,35 cm ).
Do 5. srpna byl celý komplex Plasma-F [24] zapnut a byla získána první měření [25] .
27. září Spektr-R poprvé provedl testovací pozorování vesmírného objektu - pozůstatku supernovy Cassiopeia A. Pozorování byla úspěšně provedena skenováním ve dvou ortogonálních směrech v rozmezích 92 a 18 cm ve dvou kruhových polarizacích.
Ve dnech 29. a 30. října 2011 provedl radioteleskop pozorování maseru W3(OH) v souhvězdí Cassiopeia [26] .
listopadu 2011 byla úspěšně provedena simultánní pozorování v interferometrickém režimu na Spektr -R SRT, třech ruských radioteleskopech, které tvoří radiointerferometrickou síť "Kvazar" (RT-32 " Světloe ", RT-32 " Zelenčukskaja ", RT-32 " Badary ") a krymský radioteleskop RT-70 "Evpatoria". Cílem pozorování byl pulsar PSR B0531+21 v Krabí mlhovině , kvasary 0016+731 a 0212+735 (pro studium kvasaru 0212+735 byl navíc použit německý 100metrový radioteleskop v Effelsbergu [27] ) , stejně jako zdroje maserového záření W3(OH ) [28] .
Měsíčně se provádí asi 100 vědeckých experimentů [5] .
Celkové náklady na program Radioastron jsou velmi vysoké[ kolik? ] , proto byl vytvořen mezinárodní výbor, který měl sestavit vědecký program; žádost o pozorovací čas může podat každý vědec, komise vybírá žádosti s nejsilnější vědeckou úrovní, nabízející nejzajímavější vědecké nápady [5] .
V červenci 2016 začal čtvrtý rok otevřeného pozorovacího programu, v tomto období bylo vybráno 11 projektů k realizaci [29] :
Vedoucími žádostí přijatých k implementaci jsou tři zástupci z Ruska, dva z Holandska a po jednom ze Španělska, Japonska, Jižní Afriky a USA. Spoluautoři aplikací zastupují 19 zemí světa v počtu cca 155 osob. Největší počet spoluautorů přihlášek je z Ruska, následují USA, Německo, Španělsko, Nizozemsko, Austrálie, Itálie a další.
- Tisková zpráva Fyzikálního ústavu. Lebeděv RASOd 10. ledna 2019 se ztratila komunikace s družicí; zároveň vypršela záruční doba družice již v roce 2014 (původně se plánovalo dokončení prací Spektr-R v roce 2016, ale ta byla prodloužena do konce roku 2019) [30] [31] . 12. ledna vešlo ve známost, že radioteleskop na kosmické lodi Spektr-R přestal pracovat pro příjem příkazových dat, ale zároveň pokračuje v odesílání informací na Zemi [32] . Vědecký supervizor projektu, člen korespondent Ruské akademie věd Jurij Kovalev vysvětlil, že Spektr-R funguje pouze na příkazy ze Země: před každou relací je na palubu umístěn pozorovací program a je vyslán signál k zapnutí. přijímací-vysílací anténa; nyní se takový příkaz nedostane na palubu zařízení, které se přenese do „výchozí polohy“, v tomto stavu solární panely nadále dodávají energii, ale ostatní části satelitu již nejsou vystaveny slunečnímu záření a jsou ochlazovány [ 33] . Stále existuje naděje na obnovení komunikace, probíhají komunikační seance ve snaze situaci zlepšit, ale pokud nebude možné obnovit komunikaci s kosmickou lodí a zahájit vysílání řídicích příkazů, pak bude provoz družice a dalekohledu být dokončena. Podle nepřímých znaků je Spektr-R plně provozuschopný, s výjimkou rádiového zařízení, které přijímá příkazy ze Země; v současném stavu bude moci existovat až do září 2019 díky nouzovému orientačnímu programu, který funguje při absenci vnějších příkazů [34] . Poslední signál ze Spektra-R byl přijat 5. února [35] . února 2019 bylo na zasedání státní komise Roskosmos rozhodnuto o převedení zařízení pod kontrolu výrobce - NPO pojmenovaného po Lavočkinovi - pro další práce na navázání komunikace s družicí. Práce byly naplánovány na období do 15. května, poté bylo rozhodnuto o dalším osudu Spektr-R [36] .
Dne 30. května 2019 se konalo zasedání Státní komise k přezkoumání průběhu letových zkoušek Spektr-R. Státní komise vyslechla zprávy zástupců raketového a kosmického průmyslu a vědecké komunity a rozhodla se dokončit projekt Spektr-R [37] .
Během prvního roku provozu (k 18. červenci 2012) na pozemsko-kosmickém interferometru projektu Radioastron, sestávajícím z SRT a pozemních dalekohledů, bylo pozorováno 29 aktivních galaktických jader, 9 pulsarů ( neutronových hvězd ), 6 zdrojů maserových čar v oblastech vzniku hvězd a planetárních soustav [38] .
Dne 9. října 2012 získala mezinárodní skupina výzkumníků aktivních galaxií první snímek rychle proměnlivé aktivní galaxie 0716+714 na vlnové délce 6,2 cm na základě výsledků pozorování pozemního a kosmického interferometru projektu RadioAstron společně s evropskou sítí VLBI [39] .
Jedním z hlavních typů studovaných objektů jsou kvasary . Pomocí projektu Radioastron bylo možné změřit šířku začátku relativistického výtrysku. Ukázalo se, že přibližně 1. sv. roku , jsou tyto informace aktivně využívány k vývoji modelů pro vznik takových jetů [5] .
Dalším výsledkem bylo měření jasnosti relativistických kvasarových výtrysků. Pozemní radioteleskopy jsou omezeny na určitou hodnotu jasu a neumožňují určit, zda je skutečná jasnost rovna nebo větší než ona. Data z více než 60 kvasarů ukázala, že tyto výtrysky jsou mnohem jasnější než předchozí reprezentace. To vyžaduje vážnou restrukturalizaci stávajících modelů kvasarových zařízení. Dříve se věřilo, že hlavně relativistické elektrony vyzařují v jetech . Tento model neumožňuje získat pozorovaný jas. Jedním z nových modelů může být jetový model sestávající z protonů urychlených na relativistické rychlosti , ale pak vyvstává otázka mechanismu urychlování protonů na tak vysoké energie. Možná tento problém souvisí s problémem zdroje vysokoenergetického kosmického záření [5] .
Pozorování spektra pulsarů místo očekávaného spíše hladkého obrazu poskytlo řadu malých vrcholů. To vyžaduje přepracování teorie mezihvězdného média . Jedním z vysvětlení mohou být kompaktní zóny turbulence , vedoucí ke zkreslení elektromagnetického záření jimi procházejícího [5] .
Při pozorování vodního megamaseru v galaxii M 106 v rozsahu 1,3 MHz se základní linií 340 tisíc km (spolu s pozemním radioteleskopem v Medicině v Itálii) bylo dosaženo absolutního rekordu úhlového rozlišení v astronomii - 8 mikrosekundách oblouku (přibližně pod tímto úhlem bude při pozorování ze Země vidět rublová mince ležící na povrchu Měsíce) [40] .
Byl objeven silný rozptyl radiové emise mezihvězdným plazmatem [6] .
V roce 1979 byla na stanici Saljut-6 vytvořena radiová observatoř s prvním kosmickým radioteleskopem KRT-10 [41] .
V roce 1997 vypustila JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) radioteleskop HALCA o průměru 8 metrů na oběžnou dráhu asi 10krát nižší, než je dráha Spektr-R. Zařízení úspěšně fungovalo až do roku 2005.
Čína má v plánu vypustit dvě kosmické lodě podobné Spektr-R, přičemž aktivně využívá vývoj ruského projektu [5] .
| radioastronomie | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Základní pojmy | |||||||||
| radioteleskopy |
| ||||||||
| Osobnosti | |||||||||
| související témata | |||||||||
| Kategorie:Radioastronomie | |||||||||
| Vesmírné observatoře Roskosmos | |
|---|---|
| Provozní | |
| Plánováno |
|
| historický |
|
| vesmírné dalekohledy | |
|---|---|
| Provozní |
|
| Plánováno |
|
| Doporučeno | |
| historický |
|
| Hibernace (mise dokončena) |
|
| Ztracený | |
| Zrušeno | |
| viz také | |
| Kategorie | |
| |
|---|---|
| |
| Vozidla vypuštěná jednou raketou jsou oddělena čárkou ( , ), starty jsou odděleny interpunkcí ( · ). Lety s posádkou jsou zvýrazněny tučně. Neúspěšné spuštění je označeno kurzívou. | |