Спектр-РГ

Спектр-РГ
Spektr-RG russian X-ray space telescope P1110968.jpg
Производитель

Россия НПО имени Лавочкина

Оператор

Россия НПО имени Лавочкина

Спутник

Солнца

Запуск

2018 год

Ракета-носитель

Союз-2

Стартовая площадка

Казахстан Байконур

Технические характеристики
Платформа

«Навигатор»

Масса

2115 кг, с топливом - 2385 кг

Срок активного существования

7,5 лет

Элементы орбиты
Тип орбиты

постоянная в точке либрации L2 системы Солнце-Земля

Период обращения

1 год

Сайт проекта
Commons-logo.svg Спектр-РГ на Викискладе

«Спектр-РГ» («Спектр-Рентген-Гамма») — международная орбитальная астрофизическая обсерватория, предназначена для изучения Вселенной в гамма- и рентгеновском жёстком диапазоне энергий (0,5-11 килоэлектронвольт, или кэВ). Обсерватория будет размещена в точке Лагранжа L2 системы Солнце-Земля.

По состоянию на 2017 год Спектр-РГ — это единственный проект рентгеновской астрономии на ближайшие 15 лет. В отличие от существующих сейчас рентгеновских космических телескопов, поле зрения которых крайне ограничено, Спектр-РГ будет способен сделать полный обзор неба с рекордной чувствительностью. Второй из трех аппаратов серии "Спектр" (первый — запущенный 18 июля 2011 года Спектр-Р, третий — разрабатываемый Спектр-УФ).

Начало проекта[ | код]

Концепция проекта была сформирована ещё в 1987 году совместно учёными СССР, Финляндии, ГДР, Дании, Италии и Великобритании. Предполагалось, что на обсерватории будет установлен рентгеновский телескоп с оптикой косого падения и большой площадью детекторов. В 1988 году проектирование было поручено научно-производственному объединению имени С. А. Лавочкина под координацией Института космических исследований АН СССР[1].

«Тяжёлый вариант» 1987—2002[ | код]

На рубеже 90-х «Спектр-РГ» из-за своего высочайшего научного потенциала вышел на первое место в списке очерёдности программы «Спектр», хотя изначально был запланирован к запуску последним. Тем не менее, до 1997 года финансирование оставалось на чрезвычайно низком уровне — более 70 % средств направлялись на программу «Марс-96». После её неудачи приоритетным стал «Спектр-РГ». В это время запуск планировался на декабрь 1998 года. С помощью РН «Протон-К» аппарат планировалось вывести на высокоэллиптическую орбиту 500 х 200000 км и наклонением 51,6 градуса, где он мог бы вести наблюдения три из четырёх дней (период орбиты). Вес спутника, спроектированного на основе тяжёлой платформы «Око» составлял 6250 кг, из которых 2750 кг — научная аппаратура (40 % от общей массы — рекордно высокое соотношение). На «Спектре-РГ» планировалось установить 7 научных приборов:

  • SODART (Россия/Дания/США/Финляндия/Германия) — рентгеновский телескоп на диапазон 0,2-20 кэВ с полем зрения 40x40', угловым разрешением 2' и эффективной площадью 2000 см2. Оснащён Брэгговским спектрометром SODART-OXS с энергетическим разрешением до 6-7 эВ, звёздным рентгеновским поляриметром SXRP на диапазон 2-15 кэВ и серией детекторов фокальной плоскости (LEPC, HEPC, KFRD, SIXA).
  • JET-X (Великобритания/Россия/Италия/Германия) — рентгеновский телескоп на диапазон 0,3-10 кэВ с полем зрения 40x40', угловым разрешением 10-20" и эффективной площадью 360 см2. Энергетическое разрешение — 140 эВ.
  • MART (Италия/Россия) — рентгеновский телескоп на диапазон 10-150 кэВ с полем зрения 6x6°, угловым разрешением 8' и эффективной площадью 800 см2. Энергетическое разрешение — 3 кэВ.
  • EUVITA (Россия/Швейцария/Киргизия/США) — УФ-телескоп (диапазон 912—1216 Å, поле зрения 1,2°, угловое разрешение 10").
  • TAUVEX (Израиль/Россия) — УФ-монитор со сменными фильтрами (диапазон 1400-3000 Å, поле зрения 0,9°, угловое разрешение 4").
  • MOXE (США/Россия) — рентгеновский монитор всего неба (диапазон 2-12 кэВ, разрешение 1°).
  • SPIN (Россия) — детектор гамма-всплесков (диапазон 20-3000 кэВ, поле зрения около 1°) с рентгеновскими широкоугольными камерами и оптическим детектором.

С 1997 года финансирование значительно возросло (82 млн[чего?] в 1999, 95 млн в 2000, 124 млн в 2001, 136 млн в 2002), но всё равно оставалось на уровне 45-50 % от общей потребности. Также откладывалась и дата запуска (с 1997 на 2006 год). В октябре 2001 было заявлено, что для завершения всех работ и запуска нужно еще 1,5 млрд рублей. При существующих темпах финансирования запуск был бы возможен лишь в 2012 году. «Спектр-РГ» стал «камнем на шее» для ИКИ РАН, блокируя все остальные проекты. Ещё одним аргументом «против» стал планируемый в октябре 2002 года запуск аппарата «INTEGRAL», обладавшего схожими со «Спектром-РГ» характеристиками, где российские учёные обладали 25 % наблюдательного времени. Всё это привело к тому, что 13 февраля 2002 года работы по проекту «Спектр-РГ» были приостановлены. На первое место вышел «Спектр-Р» со сроком запуска в 2007 (запущен 18 июля 2011 года).

Примерная стоимость проекта «Спектр-РГ» на 2013 год достигла около 5 миллиардов рублей[2]. В конце 2017 года стоимость только создания телескопа eROSITA оценивалась в €100 млн[3].

Стоимость миссии возрастает и в связи с особенностью жизненного цикла разгонных блоков серии ДМ. Гарантийный срок хранения разгонного блока ДМ-03 истекает 23 ноября 2018 года, а поскольку стартовое окно для запуска обсерватории открыто только осенью в сентябре-октябре и весной в марте-апреле, а запуск в конце 2018 года практически исключён, то встаёт вопрос о повторной сертификации разгонного блока перед запуском в 2019 году. К сентябрю 2017 года РКК «Энергия» не имела разрешения Министерства обороны РФ на модифицирование ДМ-03 для «Спектра-РГ»; кроме того, был не решён вопрос с финансированием операций по продлению гарантийного срока разгонного блока. РКК «Энергия» запросила у Роскосмоса 73,8 млн рублей на проверку и обновление разгонного блока и дополнительно запросила 35,2 млн рублей для покрытия издержек, связанных с содержанием двух РБ ДМ-03 в период 2013—2016 гг.

В опубликованном в конце февраля 2018 года на сайте госзакупок плане Роскосмоса на 2018—2020 гг описаны следующие затраты по «Спектру-РГ»[4]:

  • транспортировка разгонного блока «ДМ» - 3,816 млн рублей;
  • транспортировка ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком и головным обтекателем - 25,546 млн рублей

«Лёгкий вариант» 2002 — настоящее время[ | код]

Однако уже в марте 2002 года работы возобновились, но уже по проекту, который был намного дешевле. К концу 2002 года было разработано два варианта аппарата: на уже летавшей платформе РКК «Энергия» — «Ямал» и на платформе НПО им. Лавочкина «Навигатор» (аналогичной базовому модулю служебных систем КА «Спектр-Р»). Советом по космосу РАН был выбран второй вариант.

Приборы, планировавшиеся к установке на прежний вариант «Спектра-РГ», к тому времени уже исчерпали свои гарантийные ресурсы. В 2006 году наконец был утверждён комплект научной аппаратуры из двух приборов: немецкого «eRosita» (диапазон 0,3-10 кэВ, поле зрения 1°, угловое разрешение 15", эффективная площадь антенны 2400 см², масса 760 кг) и российский «ART-XC» (диапазон 6-30 кэВ, поле зрения 0,3°, угловое разрешение 45", эффективная площадь 450 см², масса 350 кг). Теперь КА имел срок существования 7,5 лет в точке Лагранжа L2, с массой 2385 кг (масса топлива 370 кг).

В 2007 году был выпущен эскизный проект, и тогда же «пошло» необходимое финансирование.

  • По состоянию на июль 2013 года служебный модуль космического аппарата изготовлен и укомплектован штатными образцами бортовой аппаратуры служебных систем, за исключением радиокомплекса. Изготовлен технологический образец телескопа ART-XC, ведётся изготовление штатного лётного образца телескопа ART-XC. Второй телескоп eROSITA, изготавливаемый Институтом внеземной физики Общества имени Макса Планка (Германия) находится на этапе входного контроля[5].
  • В начале октября 2013 года генеральный директор НПО им. Лавочкина Виктор Хартов сообщил СМИ, что из-за неготовности телескопа eROSITA запуск аппарата переносится как минимум на год — с 2014 на 2015[6]. В декабре 2013 года руководитель отдела астрофизики высоких энергий Института космических исследований РАН Михаил Павлинский прокомментировал информацию о переносе запуска:

При сборке и проверке работы eROSITA выяснилось, что часть сборок ПЛИС-матриц (программируемых микропроцессоров) выдаёт неправильные результаты. Наши немецкие партнеры пытались ис это, однако это не удалось, и им пришлось полностью переработать схемотехнику прибора, на завершение чего уйдет ещё 1,5 года[7].

  • В 2016 году телескоп eROSITA планировалось поставить в НПО им. Лавочкина 24 июня 2016 года. В августе дата поставки сдвинулась на конец октября.
  • 15 декабря 2016 года на предприятие был доставлен телескоп-концентратор ART-XC.
  • 3 февраля 2017 года в НПО им. С. А. Лавочкина прошла презентация штатного образца рентгеновского телескопа eROSITA[8].
  • 17 мая 2017 года генеральный директор НПО им. Лавочкина Сергей Лемешевский сообщил СМИ, что запуск обсерватории переносится на полгода — с марта на сентябрь 2018 года, так как требуются провести дополнительные работы по перепрограммированию бортового комплекса управления в связи с имевшими место ранее проблемами в работе телескопа eROSITA[9].
  • 20 июля 2017 года специалистами НПО им. Лавочкина и Института им. Макса Планка была проведена установка телескопа eROSITA на ферму комплекса научной аппаратуры (КНА). На следующем этапе ферма КНА будет перевезена в чистый модуль для проведения электрических испытаний.
  • 22 августа 2017 года генеральный директор НПО им. Лавочкина Сергей Лемешевский сообщил СМИ, что на данный момент обсерватория проходит комплексные испытания всего оборудования, которые завершатся к середине сентября[10].
  • В конце декабря 2017 года стало известно об очередном переносе запуска обсерватории вследствие неготовности бортового радиокомплекса, разрабатываемого холдингом «Российские космические системы» и предназначенного для передачи научных данных на Землю. Причиной сложившейся ситуации называют трудности в процессе замещения импортной электроники, запрещённой к ввозу на территорию России из-за санкций, на отечественные аналоги[11].
  • 19 апреля 2018 года пресс-служба холдинга «Российские космические системы» сообщила, что бортовой радиокомплекс для передачи научных данных на Землю изготовлен и передан заказчику[12].

Участники проекта[ | код]

Данные со Спектра-РГ будут поровну распределены между российским ИКИ РАН и немецким Институтом внеземной физики Общества Макса Планка. Через эти исследовательские центры полученная информация станет доступна всему космическому научному сообществу.

Россия[ | код]

Научный руководитель проекта: Рашид Сюняев, академик РАН. Руководитель работ по полезной нагрузке: Михаил Павлинский, заместитель директора ИКИ РАН.

Германия[ | код]

Технические характеристики[ | код]

  • Ракета-носитель: «Союз-2» с разгонным блоком «Фрегат» (по состоянию на 2009 год, ныне изменено – см. ниже)[13]
  • Спутниковая платформа: «Навигатор».
  • Бортовой радиокомплекс: функционирование на протяжении всей миссии орбитального телескопа на дальности от 200 км до 1,8 млн км от Земли; передача данных на Землю со скоростью до 512 Кб/с; потребление энергии: в дежурном режиме - менее 30 Вт, а в режиме передачи данных - не более 225 Вт.
  • Научное оборудование. Чувствительность приборов «Спектра-РГ» в 20 раз превысит чувствительность приборов спутника ROSAT, который проводил подобный обзор в 1990-е годы[14].
  • Срок эксплуатации обсерватории: 7 лет[16].

Задачи[ | код]

Основной задачей обсерватории является обзор всего неба в рентгеновском и гамма-диапазоне для построения широкомасштабной карты Вселенной. Один из главных вопросов, на который должен ответить «Спектр-РГ», — как проходила эволюция галактик. Для этого планируется изучение 100 тысяч скоплений галактик, 3 млн новых активных ядер галактик (сверхмассивных чёрных дыр)[17][18], 500 тысяч звёзд, излучающих в рентгеновском диапазоне и более чем 100 тысяч белых карликов.

Полная научная программа займёт 7 лет: 4 года — широкий обзор всего неба, 3 года — точечный обзор отдельных галактик.

Подготовка и запуск[ | код]

Планируется, что «Спектр-РГ», будет выведен на орбиту на российском «Протоне-М» с разгонным блоком ДМ-3[19]. Цена запуска составляет 853 млн 400 тыс рублей. Особенностью миссии является то, что для обеспечения приёма сигнала крупнейшими отечественными антеннами в Медвежьих Озерах (64 м) и Уссурийске (70 м) запуск «Спектра-РГ» возможен только в марте-апреле или в сентябре-октябре.

В соответствии с Федеральной космической программой запуск КА планировался в 2014 году, однако по ряду причин он неоднократно переносился — на 2017[20], затем на март-апрель 2018[21][8], затем на октябрь 2018 года[22], затем на март-апрель 2019 года[23].

  • 22 августа 2017 года источник в ракетно-космической отрасли сообщил СМИ, что максимально удобный срок запуска обсерватории осенью 2018 года — это конец ноября. В случае дальнейшего затягивания работ старт предпочтительнее сдвинуть на весну 2019 года, поскольку это создаёт лучшие условия для космических наблюдений[24].
  • В конце декабря 2017 года стало известно, что запуск аппарата состоится не ранее весны 2019 года[23]
  • В конце января 2018 года руководитель научной программы проекта «Радиоастрон» Юрий Ковалев сообщил СМИ, что обсерватория может быть запущена в конце 2018 или начале 2019 года[25].
  • 19 апреля 2018 года пресс-служба холдинга «Российские космические системы» (разработчик бортового радиокомплекса), сообщила, что запуск "Спектра-РГ" назначен на март 2019 года. В свою очередь, предприятие-изготовитель "Спектра-РГ" - НПО им. Лавочкина - не комментирует перенос запуска с 2018 на 2019 год[26].

См. также[ | код]

Примечания[ | код]

  1. «Спектр-РГ» должен быть запущен!
  2. Первое пусковое окно для старта миссии "Спектр-РГ" откроется в 2013 г, РИА Новости (13 декабря 2011 года).
  3. Россия составит карту Вселенной (05.10.2017).
  4. [http://www.zakupki.gov.ru/epz/purchaseplanfz44/printForm/view.html?printFormId=11842538 ПЛАН закупок товаров, работ, услуг для обеспечения федеральных нужд на 2018 финансовый год и на плановый период 2019 и 2020 годов] (26.01.2018).
  5. Текущее состояние дел по проекту «Спектр-Рентген-Гамма» (рус.). Пресс-служба НПО имени С. А. Лавочкина. Проверено 27 августа 2013. Архивировано 15 сентября 2013 года.
  6. Запуск российского телескопа «Спектр-РГ» перенесли из-за немецких партнеров. lenta.ru (4 октября 2013).
  7. Ошибки в схемотехнике телескопов задержат запуск "Спектра-РГ" на 1,5 г, РИА Новости (26 декабря 2013).
  8. 1 2 Новости. НПО ИМ ЛАВОЧКИНА. НЕМЕЦКИЙ ТЕЛЕСКОП EROSITA ДОСТАВЛЕН НА ПРЕДПРИЯТИЕ (рус.). www.roscosmos.ru. Проверено 3 февраля 2017.
  9. Запуск обсерватории "Спектр-РГ" отложен с марта на сентябрь 2018 года (17.05.2017).
  10. Сроки пуска "Спектра-РГ" станут понятны после завершения комплексных испытаний в сентябре (22.08.2017).
  11. Запуск орбитального телескопа «Спектр-РГ» отложен еще на год (рус.), Известия (19 декабря 2017). Проверено 25 декабря 2017.
  12. Запуск российской обсерватории "Спектр-РГ" перенесен на март 2019 года (19.04.2018).
  13. Роскосмос и Германский аэрокосмический центр подписали соглашение о сотрудничестве в реализации проекта «Спектр-РГ» (рус.)  (недоступная ссылка — история). Сайт РАН (19 августа 2009). Проверено 17 мая 2012.
  14. Отдел астрофизики высоких энергий ИКИ РАН
  15. eROSITA on SRG: a X-ray all-sky survey mission
  16. НПО им. Лавочкина. О проекте
  17. Крупномасштабное распределение галактик
  18. Новости космонавтики
  19. Украинский «Зенит» в пролёте: Российский «Спектр» выбирает «Протон-М». Проверено 9 января 2017.
  20. Космическая обсерватория «Спектр-РГ» полетит в космос в 2017 году (рус.), Рамблер/новости. Проверено 9 января 2017.
  21. Обсерватория «Спектр-РГ» отправится в космос на год позже, Известия. Проверено 9 января 2017.
  22. Запуск обсерватории "Спектр-РГ" отложен с марта на сентябрь 2018 года (17.05.2017).
  23. 1 2 Запуск орбитального телескопа «Спектр-РГ» отложен еще на год (рус.), Известия (19 декабря 2017). Проверено 25 декабря 2017.
  24. Сроки пуска "Спектра-РГ" станут понятны после завершения комплексных испытаний в сентябре (22.08.2017).
  25. Разработчики назвали сроки запуска российской орбитальной обсерватории (29.01.2018).
  26. Запуск российской обсерватории "Спектр-РГ" перенесен на март 2019 года (19.04.2018).

Ссылки[ | код]