Tochka bifurkacii otechestvennoi programmy vneatmosfernoi astronomii
21.12.2008 23:01 | V. G. Kurt/AKC, Moskva

Konechno zhe, soslagatel'noe naklonenie ne imeet mesto v istorii, v tom chisle i v istorii nauki i tehniki. Chto bylo by, esli by nemcy smogli skonstruirovat' yadernoe oruzhie v 43 ili dazhe v 44 godu? Kak by izmenilsya hod istorii ili hod 2-i mirovoi voiny? Takie voprosy, navernoe, i ne stoit zadavat', i, odnako zhe…. V ser'eznyh zhurnalah do sih por publikuyutsya stat'i o vozmozhnom hode voennyh deistvii na frontah Velikoi Otechestvennoi Voiny v sluchae, esli by vmesto oborony Stalingrada osen'yu 42 goda, Sovetskie voiska temi zhe silami Stalingradskogo, Stepnogo i Central'nogo frontov smogli by osushestvit' nastuplenie na Rostov, otrezav vsyu Severo-Kavkazskuyu gruppirovku nemcev i okruzhiv ne 22, kak Stalingrade, a 50 divizii, chto postavilo by vermaht pod ugrozu okonchatel'nogo razgroma na Vostochnom fronte. Govoryat, chto nachal'nik nashego General'nogo shtaba marshal A.M.Vasilevskii predlagal Stalinu etot variant, no Stalin skazal, chto luchshe sinica v rukah, chem zhuravl' v nebe.

Krome togo, podobnye psevdoistoricheskie stat'i mogut nauchit', kak nado postupat', chtoby ne nastupat' na odni i te zhe grabli dva i bolee raza.

Itak, vernemsya k teme nashei strannoi stat'i. Estestvenno, avtor, rabotaya v etoi oblasti s 1957 goda, ponimaet vsyu ee aforistichnost' i lish' so sdelannymi ogovorkami vzyalsya za ee napisanie.

Nachinaya s 1958 goda, t.e. prakticheski srazu zhe posle zapuska pervogo iskusstvennogo sputnika Zemli, akademik S.P.Korolev, General'nyi direktor i Glavnyi Konstruktor OKB-1, a potom NPO «Energiya» i Predsedatel' Mezhvedomstvennogo nauchno-tehnicheskogo soveta po kosmicheskim issledovaniyam (MNTS po KI) Prezident AN SSSR akademik M.V.Keldysh stali intensivno prodvigat' programmu sozdaniya apparatov dlya issledovaniya Luny, Marsa i Venery. Byli postavleny fantasticheskie togda zadachi obleta Luny i polucheniya fotografii obratnoi, nevidimoi s Zemli, storony Luny, posadka na poverhnost' Luny s peredachei panoram lunnoi poverhnosti. Dlya Marsa i Venery nachali razrabatyvat' apparaty dlya sozdaniya proletnyh apparatov, iskusstvennyh sputnikov Marsa i Venery i posadochnyh stancii dlya vysadki na poverhnost' etih planet. Zamechu, chto ni davlenie, ni plotnost', ni himsostav atmosfery Venery ne byli togda nadezhno izvestny. Vysokaya yarkostnaya temperatura Venery v radiodiapazone traktovalas' togda nekotorymi specialistami, kak svidetel'stvo moshnoi ionosfery Venery s elektronnoi plotnost'yu v maksimume do 10¹² ionov i elektronov na sm³. Konechno, eto trebovalo dikih znachenii koefficienta rekombinacii, no pri neizvestnom himsotave, vse moglo byt'. Zdes' stoit upomyanut' dobrym slovom glavnogo razrabotchika vseh avtomaticheskih stancii dlya issledovanii Luny Marsa i Venery Gleba Yur'evicha Maksimova, pozhalui, samogo talantlivogo sotrudnika S.P.Koroleva. Pervyi zapusk k Venere (stanciya «Venera-1») byl osushestvlen uzhe v 1961. Vse nashi pervye zapuski k Venere i Marsu byli neudachnymi kak po bol'shomu chislu otkazov rakety–nositelya R7, tak i po nedolgovechnosti raboty samih apparatov. Otkazy rakety-nositelya v osnovnom byli svyazany s otkazom dopolnitel'nogo razgonnogo bloka, vyvodivshego apparaty k planetam s krugovoi, nizkoi 250 km orbity na mezhplanetnuyu. Posle vyhoda na promezhutochnuyu orbitu na vysote okolo 200-300 km sledovala 45 minutnaya pauza, posle chego primerno nad Gvineiskim zalivom v Afrike proizvodilsya zapusk razgonnogo bloka i apparat razgonyalsya v nuzhnom napravlenii ot skorosti 8 km/sek do 11 km,sek, V Gvineiskm zalive togda dezhurili vsegda 1-2 korablya, prinimavshih telemetricheskuyu informaciyu s rakety nositelya i s samih razgonyaemyh apparatov. Posle etogo vahtu podhvatyvali bol'shie antenny Centra Dal'nei Kosmicheskoi Svyazi v Evpatorii ili v Simferopole, kotorye i soprovozhdali apparat do mesta naznacheniya - Luny, Venery i Marsa. Pervyi uspeh byl dostignut v 1967 godu, kogda 18 oktyabrya 1967 goda stanciya «VENERA-4» uspeshno dostigla planety i spuskaemyi apparat (SA) opustilsya do 23 km nad poverhnost'yu planety. On byl razdavlen vysokim davleniem uglekislotnoi atmosfery planety pri 18 atmosferah. Odnako pri sleduyushei serii zapuskov, kogda SA byl skonstruirovan vplot' do prochnosti 100 atmosfer, vse proshlo udachno. Byli provedeny massspektroskopicheskie izmereniya himsostava atmosfery Venery, izmereniya davleniya, temperatury i plotnosti, polucheny cvetnye i cherno-belye monohromnye potryasayushie panoramy okrestnosti mesta posadki, vypolneny desyatki zamechatel'nyh eksperimentov, kak na poverhnosti, tak i v okrestnosti planety. Bylo pokazano, chto u Venery prakticheski net sobstvennogo dipol'nogo magnitnogo polya, obnaruzhena protyazhennaya vodorodnaya korona s porazitel'no nizkoi temperaturoi, ravnoi 400K t e. sushestvenno nizhe temperatury ekzosfery Zemli, ravnoi v svoyu ochered' 1000-1500K. Bylo pokazano, chto atmosfera Venery sostoit na 96% iz uglekislogo gaza (SO₂ ) i na 4 procenta iz argona, yavlyayushegosya produktom radioaktivnogo raspada izotopov K, Ra, Th i U. Davlenie na poverhnosti Venery okazalos' ravnym 93 atmosferam, a temperatura 750K ili 477S. Vse eti rezul'taty shiroko obsuzhdalis' na otechestvennyh i zarubezhnyh konferenciyah i, v chastnosti, na sessiyah KOSPAR. Mnogie uchastniki eksperimentov byli udostoeny pochetnyh zvanii i nagrazhdeny Pravitel'stvennymi nagradami. Apofeozom nashih uspehov byl zapusk dvuh letayushih ballonov v atmosfere Venery na vysote okolo 60 km i posleduyushii povorot etih dvuh apparatov k komete Galleya s pomosh'yu gravitacionnogo manevra v gravitacionnom pole Venery.

S Marsom zhe vse obstoyalo gorazdo huzhe. Prakticheski vse nashi missii k Marsu byli neudachnymi. Nam tak i ne udalos' posadit' na poverhnost' krasnoi planety ni odnogo apparata. Sputniki zhe Marsa, hotya i ne po polnoi programme inogda vse zhe uspeshno rabotali.

Lunnaya programma byla voobshe dostatochno uspeshna. Rabotali i sputniki Luny, i posadochnye stancii na ee poverhnosti, i dva apparata, dostavivshie obrazcy lunnogo grunta na Zemlyu. Nakonec, blestyashii triumf – dva samohodnyh Lunohoda, upravlyaemyh operatorami s Zemli!

Cena, zaplachennaya za eti uspehi, byla, konechno, nepomerno vysoka. Vot tablica nashih zapuskov k Lune, Venere i Marsu..

K Lune bylo zapusheno 58 apparatov, iz nih polnost'yu. uspeshnyh lish' 16 i 31 otkazov ili nositelya ili samogo lunnogo apparata..

K Venere bylo zapusheno 29 apparatov, iz nih polnost'yu uspeshnyh 12 i chastichno uspeshnyh 3. K Marsu bylo napravleno 20 apparatov i iz nih chastichno uspeshnyh lish' 5 i ni odnogo polnost'yu uspeshnogo. Itogo, dlya realizacii nashei ambicioznoi planetoi programmy bylo zapusheno 107 stancii, a polnost'yu uspeshnyh iz nih bylo lish' 28. Skol'ko ona stoila, vryad li kto-nibud' znaet, deneg v SSSR po nastoyashemu togda ne schitali. I eto ne schitaya chetyreh zapuskov titanicheskoi rakety vysotoi 105 m N-1 s lunnym modulem L-3 dlya planiruemyh pilotiruemyh poletov na Lunu. Blestyashaya stat'ya, summiruyushaya spisok vseh zapuskov k planetam Solnechnoi sistemy v HH veke (i nashih i amerikanskih) byla opublikovana v zhurnale «Kosmicheskie issledovaniya» (V.I. Moroz, V.T.Hantress, I.L.Shevalev, Kosmicheskie issledovaniya, 2002, t. 40, №5, str. 451-481).

Chto zhe kasaetsya dalekih, bol'shih planet Solnechnoi sistemy: Yupitera, Saturna, Urana i Neptuna, to k nim nashi apparaty voobshe ne letali. Lish' G.Yu.Maksimov, naskol'ko mne izvestno, pytalsya v IKI AN SSSR sproektirovat' apparat dlya poleta k Yupiteru s izotopnym istochnikom pitaniya, no dal'she eskiznogo proekta delo ne poshlo. Ved' takie polety dlyatsya mnogie gody, vplot' 20 - 30, a takoi nadezhnost'yu nasha kosmicheskaya tehnika togda ne obladala.

Trudno ob'yasnit' stol' bol'shoi interes nashih rukovoditelei kosmicheskoi programmy, Soveta po kosmosu, otdela nauki CK KPSS, VPK i Ministerstva Obshego mashinostroeniya k planetnoi programme. Rukovodstvo zhe IKI AN SSSR akademiki G.I.Petrov, R.Z.Sagdeev i A.A.Galeev takzhe byli uvlecheny problemami magnitosfery Zemli i planetnymi issledovaniyami. A ved' sushestvovala eshe odna vetv' astronomii, gorazdo bolee mnogoobeshayushaya, i bolee vazhnaya, nezheli geofizicheskie i planetnye issledovaniya, a imenno – vneatmosfernaya astronomiya, vklyuchavshaya v sebya ves' spektral'nyi diapazon ot gamma luchei i do radiodiapazona. Vidimyi diapazon, hotya i dostupnyi nazemnym teleskopam, takzhe imel bol'shie perspektivy pri vyvode opticheskogo horosho izgotovlennogo teleskopa dazhe umerennyh razmerov, skazhem, diametrom 1 metr. Drozhanie izobrazheniya, vyzvannye turbulentnost'yu zemnoi atmosfery, ogranichivaet predel'noe uglovoe razreshenie teleskopov do 1-2 sek. dugi, chto sootvetstvuet vsego lish' razresheniyu 10 sm lyubitel'skogo teleskopa. Uzhe metrovyi teleskop, vynesennyi za predely zemnoi atmosfery, imel by razreshenie v optike 0.1 ugl. sek. Konechno, eto potrebovalo by sozdanie sistemy stabilizacii ili vsego teleskopa ili ego optiki na takom vysokom urovne, no segodnya eto vpolne dostizhimo. Oshelomlyayushii uspeh 2.4 metrovogo opticheskogo UF i IK teleskopa imeni Edvina Habbla (s IK modulem NIKMOS) eto uzhe dokazal. Dlya nego bylo dostignuto prakticheski difrakcionnoe razreshenie, t.e. 0.04 ugl.sek. v optike i 0.01 ugl sek v ul'trafiolete! Uspehi zapadnyh stran v rentgenovskom diapazone, a potom v IK i Submm diapazonah ni v chem ne ustupali UF i opticheskim issledovaniyam. Blestyashie dostizheniya byli polucheny Evropeiskim (Gollandiya, Velikobritaniya i SShA) sputnikom IRAS s diametrom zerkala vsego 60 sm. Im byli otkryty 250 000 istochnikov, infrakrasnogo izlucheniya, glavnym obrazom – nizkotemperaturnyh zvezd-karlikov, neskol'ko tysyach protyazhennyh istochnikov – gazovo-pylevyh tumannostei i zon zvezdoobrazovaniya, tysyachi vnegalakticheskih IK istochnikov s teplovym i neteplovym spektrom, desyatki novyh asteroidov i komet, issledovany planety Solnechnoi sistemy i ih sputniki. Sputnik IRAS byl vyveden na solnechno sinhronnuyu orbitu, postoyanno nahodyas' v oblasti zemnogo terminatora. Ego orbita precessirovala s uglovoi skorost'yu 1^o /sutki, tochno takzhe, kak peremeshaetsya Solnce otnositel'no zvezd. Vysota orbity sostavlyala 900km, a naklonenie k ekvatoru Zemli ravnyalos' i=98^o, t.e. sputnik vrashalsya v obratnom napravlenii. Opticheskaya os' sputnika vsegda smotrela v mestnyi zenit, skaniruya za polgoda vsyu nebesnuyu sferu. Sputnik imel ohlazhdaemuyu do blizkih k zhidkomu geliyu temperature vsyu optiku, a detektory ohlazhdalis' do temperatury zhidkogo geliya (2.7K) s otkachkoi v kosmicheskii vakuum. Dlya izmerenii ispol'zovalos' 64 detektora dlya 4-h diapazonov 12, 20, 60 i 100 mkm. Posle ispareniya iz kriostata vsego zhidkogo geliya sputnik prekratil svoyu rabotu, obespechiv polnyi obzor neba. Vsled za nim v 1995 godu byl zapushen Evropeiskii sputnik ISO s primerno takim zhe kompleksom apparatury, no na vytyanutoi orbite s vysokim apogeem. Sputnik v otlichie ot IRAS byl orientirovan v osnovnom na issledovanie otdel'nyh diskretnyh istochnikov IK diapazona ot 2.5 do 250 mkm), togda kak rezhim skanirovaniya byl dlya nego lish' vspomogatel'nym. Eshe bolee sovershennym byl sputnik SPITCER (SShA) s zerkalom diametrom 85sm.  «Spitcer» stal pervoi infrakrasnoi observatoriei, vyvedennoi ne na geocentricheskuyu (vokrug Zemli), a na geliocentricheskuyu (vokrug Solnca) traektoriyu. Ee vybrali potomu, chto glubokii kosmos mnogo «holodnee» okolozemnogo prostranstva. Infrakrasnoe izluchenie nashei planety mozhet nagret' sputnik do –200 S, v to vremya kak v otdalenii ot nee sputniki ostyvayut do 30 K (imenno eto i daet vozmozhnost' ekonomit' gelii i udlinit' srok funkcionirovaniya stancii v 10 raz). «Spitcer» dvizhetsya po okolosolnechnoi orbite vsled za Zemlei, no kazhdyi god otstaet ot nee priblizitel'no na 0,1 astronomicheskoi edinicy (15 mln. km). Perechen' dostizhenii «Spitcera» ves'ma vpechatlyaet. God nazad on vpervye neposredstvenno razglyadel (estestvenno, v infrakrasnyh luchah) dve vnesolnechnye planety, chto ranee bylo ne pod silu ni odnomu instrumentu. Ego apparatura pozvolila otkryt' neskol'ko sverhmassivnyh chernyh dyr i gigantskie pylevye oblaka, okruzhayushie nekotorye zvezdy. Sovsem nedavno on obnaruzhila organicheskie veshestva v gazovom okruzhenii zvezdy IRS 46, na rasstoyanii 375 svetovyh let ot nashego Solnca. «Spitcer» imeet tri pribora (kamery izobrazhenii i spektrometry) dlya diapazonov 3-180 mkm, 5-40 mkm i 5-100 mkm.

V odnoi stat'e net vozmozhnosti opisat' desyatki rentgenovskih sputnikov, zapushennyh v SShA, Gollandii, Yaponii, Anglii, a takzhe analogichnye sputniki dlya issledovaniya astronomicheskih ob'ektov v zhestkom rentgene i v gamma diapazone. Zdes' i sputniki so schetchikami rentgenovskih kvantov i sputniki s zerkalami kosogo padeniya dlya myagkogo rentgenovskogo diapazona s dlinoi volny bolee 10A. Nachalo im polozhil amerikanskii apparat «Einshteinovskaya observatoriya», a zatem Evropeiskii sputnik ROSAT, zaregistrirovavshii okolo 10 000 diskretnyh istochnikov rentgenovskogo izlucheniya i, nakonec, sputnik «Chandra» s zerkalom diametrom svyshe 1m i prostranstvennym razresheniem luchshe 1 uglov. sek dugi, kak v optike dlya nazemnyh teleskopov. Dlya zhestkogo diapazona, gde zerkala kosogo padeniya uzhe ne effektivny, Evropa zapustila sputnik «INTEGRAL» s aperturnoi kodirovannoi maskoi. V etom sputnike bol'shoe uchastie prinimaet Rossiiskaya storona, imeyushaya 25% nablyudatel'nogo vremeni, kak platu za ego zapusk na orbitu otechestvennym tyazhelym i ochen' dorogim nositelem «Proton». Sputnik otlichno rabotaet uzhe 5 let, poluchaya pervoklassnye nauchnye rezul'taty.

Astrofizicheskaya stanciya «ASTRON» s UF teleskopom diametrom 90 sm i rentgenovskim teleskopom SKR-02M

A kakovy zhe nashi otechestvennye uspehi v oblasti «bol'shoi» astronomii»? Kakie apparaty my zapustili dlya IK, submm, rentgenovskoi i gamma-astronomii? Po sravneniyu so 100 apparatami dlya planetnoi programmy issledovanii Marsa, Venery i Luny, schet takih sputnikov legko ischislyaetsya na pal'cah odnoi ruki. V 1983 godu na baze stancii dlya issledovaniya Venery, NPO im. Lavochkina razrabotalo sputnik «ASTRON», zapushennyi 19 marta 1983 goda na orbitu s vysotoi apogeya 200 000 km i perigeem okolo 2000 km. Na ego bortu byl ustanovlen 80sm UF teleskop SPIKA (KrAO AN SSSR) i rentgenovskii teleskop SKR-02M (IKI AN SSSR). Rukovoditelyami UF eksperimenta yavlyalis' akademiki A.B.Severnyi i A.A.Boyarchuk. Rukovoditelyami rentgenovskogo eksperimenta byli sotrudniki IKI AN SSSR i GAISh MGU avtor etoi stat'i i E.K.Sheffer Sputnik imel Solnechno-zvezdnuyu sistemu astroorientacii s tochnost'yu navedeniya i stabilizacii 1-2 uglov. min, obespechivayushuyu navedenie oboih instrumentov, prakticheski v lyubuyu tochku neba za polgoda nablyudenii. Dlya sistemy navedeniya i stabilizacii ispol'zovalis' 15 yarchaishih zvezd: Kanopus, Sirius, Vega i t.d. Dlya rentgenovskogo teleskopa s diapazonom ot 2 i do 25 KeV etogo bylo vpolne dostatochno, a dlya UF teleskopa «Spika» OKB «GRANIT» (Garni, Armeniya) pod rukovodstvom Yu.M.Hodzhoyanca byla razrabotana i izgotovlena sistema tochnoi orientacii po registriruemoi zvezde ili po ofsetnoi, blizkoi zvezde s tochnost'yu 0.1 uglov. sek. Sputnik imel horosho vybrannuyu orbitu, chto obespechilo pochti 10 letnyuyu normal'nuyu rabotu vsei apparatury vne radiacionnyh poyasov Zemli na udaleniyah svyshe 50 000km ot Zemli. Eto pozvolilo imet' malyi fon ot zaryazhennyh chastic radiacionnyh poyasov i kosmicheskih luchei i prakticheski ego postoyannuyu velichinu v techenie seansa izmerenii dlitel'nost'yu ot 3 do 5 chasov. Konechno, takaya sistema Solnechno-zvezdnoi orientacii dlya astrofizicheskih issledovanii ne yavlyalas' ideal'noi. Ved' Solnce smeshaetsya na 1^o v den', ili na 10 uglov. minut za 4 chasa seansa izmerenii. Eto trebovalo pereryva v seansah i neobhodimost' vydavat' na bort novye ustavki dlya solnechnogo i zvezdnogo datchikov. Vtorym nedostatkom apparata yavlyalos' otsutstvie zapominayushego ustroistv (ZU) na bortu dlya vsei nauchnoi apparatury. Prihodilos' ispol'zovat' tol'ko rezhim neposredstvennoi peredachi (NP) s maksimal'noi skorost'yu 3072 bit/sek. K sozhaleniyu, bolee bystraya sistema peredachi dannyh po sm radiolinii telemetrii ne mogla rabotat' iz-za dosadnoi oshibki v izgotovlenii apparata i provedenii ego ispytanii. Vse 8 let raboty stancii prishlos' obhodit'sya dm liniei peredachi. Vot, pozhalui, i vse zamechaniya po rabote «Astrona». Za pochti desyatiletie ego normal'nogo funkcionirovaniya na bort bylo vydano okolo

100 000 radiokomand, iz kotoryh ne proshli vsego 3 ili 4. Evolyuciya orbity stancii byla zaranee proschitana, chto pozvolilo polnost'yu vypolnit' ego nauchnuyu programmu. V tablice 1 privedeny osnovnye parametry orbity za 8 letnii period ego raboty. Nachal'nye dannye na den' zapuska 23 marta 1983 g byli takovy:

Vysota apogeya 201230 km Vysota perigeya 1996 km Naklonenie k zemnomu ekvatoru i = 51.5o Argument perigeya ω = 284.9o Period obrasheniya R = 98 chasov

TABLICA 1

Data	Vysota perigeya, km	Vysota apogeya, km	Argument perigeya, °	Naklonenie, °	Dolgota voshodyashego uzla,°
23.03.83	1996	201230	284.9	51.5	20.9
23.03.84	10000	192900	307.7	69.0	336.5
23.03.85	24800	178000	316.6	76.6	322.9
23.03.86	34900	167700	328.7	78.4	317.2
23.03.87	35800	166700	343.0	77.1	313.8
23.03.88	27500	176600	356.6	73.3	310.4
23.03.89	14700	189400	4.3	61.7	306.8
23.03.90	5700	198400	13.3	34.8	297.3
23.03.91	7800	196300	125.9	10.5	185.4

Dannye privedeny na epohu 1975.0 v ekvatorial'noi geocentricheskoi sisteme koordinat s uchetom gravitacionnyh vozmushenii ot Solnca i Luny i s uchetom osnovnyh garmonik geopotenciala Zemli. Vnachale vysota perigeya bystro rastet s umen'shenie apogeya pri postoyanstve bol'shoi poluosi s maksimumom 38800 km cherez 3.65 goda posle starta. Odnovremenno rastet i naklonenie, togda kak liniya apsid medlenno vrashaetsya, priblizhayas' k ekliptike. Posle perehoda apogeya v yuzhnoe polusharie otnositel'no ploskosti ekliptiki, vysota perigeya nachinaet umen'shat'sya, a apogeya rasti. Cherez 7.5 let posle zapuska orbita lozhit'sya v ploskost' ekliptiki, argument perigeya nachinaet bystro rasti, a dolgota voshodyashego uzla bystro nachinaet umen'shat'sya. Dalee, naklonenie vozrastaet, dostigaya 30^o, a perigei vozrastaet do 27000 km, a posle 93 goda, kogda apparat uzhe ne funkcioniroval, vnov' nachalos' umen'shenie vysoty perigeya i nakloneniya.

Takim obrazom, otlichno vybrannaya orbita obespechila mnogoletnyuyu normal'nuyu rabotu stancii

Osnovnye rezul'taty, poluchennye s UF teleskopom «SPIKA» rabotavshim bolee 6 let za bolee chem 600 seansov svyazi, kratko mozhno summirovat' tak: provedeno opredelenie raspredeleniya energii v ul'trafiolete v spektrah bolee 100 zvezd s chetkimi effektami variacii effektivnoi temperatury i velichiny mezhzvezdnogo pokrasneniya; obnaruzheny variacii intensivnosti v ul'trafiolete izlucheniya aktivnyh galaktik; obnaruzheny vspyshki krasnoi karlikovoi zvezdy obshei dlitel'nost'yu okolo 2 sek; obnaruzheny produkty termoyadernogo sinteza vo vspyshke Sverhnovoi 1987 goda v Magellanovom Oblake bolee, chem za 100 sutok do takogo obnaruzheniya drugimi metodami; vypolnena ocenka tempa poteri massy kometoi Galleya i vremeni ee zhizni; vypolneno pryamoe obnaruzhenie goryachih komponent v tesnyh dvoinyh sistemah na pozdnih stadiyah ih evolyucii. 20-25 let tomu nazad – vo vremena IUE i zadolgo do kosmicheskogo teleskopa im. E.Habbla - vse eti rezul'taty byli na urovne luchshih mirovyh dostizhenii.

Rentgenovskii teleskop SKR-02M imel effektivnuyu ploshad' 1750 sm² dlya diapazona energii 2-25 keV i prekrasnoe vremennoe razreshenie 2.7 msek, chto dazhe dlya segodnyashnego dnya vpolne neploho. S pomosh'yu takogo vremennogo razresheniya i byli provedeny nablyudeniya vseh izvestnyh na to vremya rentgenovskih pul'sarov, vklyuchaya pul'sar v Krabovidnoi tumannosti s periodom 33 msek.. Raz v godu provodilis' ego nablyudeniya dlya spektral'noi kalibrovki kanalov spektrometra [2} . Spektrometr pozvolyal izmeryat' rentgenovskii potok (spektr) v 11 spektral'nyh logarifmicheski raspolozhennyh po energii kanalah. .Diagramma napravlennosti pochti treugol'noi formy byla obrazovana mehanicheskim sotovym shestigrannym kollimatorom i imela polushirinu 3⁰ .

Vsya nauchnaya apparatura sputnika (teleskop so spektrometrom UF diapazona «SPIKA» i rentgenovskii teleskop SKR-2M) normal'no rabotala stol' dlitel'nyi period, ranee ne realizovannyi na apparatah serii «Mars» i «Venera» i malyh, sravnitel'no prostyh sputnikah serii «Kosmos», prednaznachennyh dlya issledovaniya magnitosfery, verhnei atmosfery Zemli i radiacionnyh poyasov.

Sputnik «GRANAT» s rentgenovskim teleskopom zhestkogo diapazona «SIGMA»

Kakie zhe usovershenstvovaniya mogli by byt' osushestvleny na apparatah podobnyh «ASTRONU»? Neobhodimo bylo postavit' ne ochen' slozhnoe ZU ili prosto ustanovit' na stancii vinchester (zhestkii disk) iz seriinogo lyubogo horoshego komp'yutera, kak eto i osushestvil L.S.Chesalin (IKI RAN) dlya sputnika «OREOL». Dalee, mozhno bylo by ustanovit' vtoroi zvezdnyi datchik, polnost'yu identichnyi, imeyushemusya na bortu.

Kodirovannaya maska, prednaznachennaya dlya opredeleniya koordinat rentgenovskih istochnikov, smontirovannaya na rentgenovskom teleskope «SIGMA», stancii «GRANAT»

V etom sluchae ekspoziciya dlya NA mogla by byt' neogranichenno dlitel'noi, i ogranichenie dlitel'nosti seansa opredelyalos' by lish' neobhodimost'yu zaryadki himicheskih istochnikov toka ot solnechnyh batarei. Tak i bylo osushestvleno cherez 6 let na sleduyushem sputnike etoi serii «GRANAT». Vse ostal'nye parametry stancii vpolne podoshli by dlya provedeniya vseh tipov astrofizicheskih nablyudenii v IK, submm, rentgenovskom i UF diapazonah. Cherez shest' let posle zapuska stol' uspeshnogo «Astrona» 1 dekabrya 1989 goda na orbitu byl vyveden vtoroi sputnik «GRANAT». s francuzskoi kameroi s kodirovannoi maskoi dlya zhestkogo rentgena «SIGMA».. .Rukovoditelem eto blestyashego nauchnogo eksperimenta byl akademik RAN R.A.Syunyaev. Sputnik «GRANAT» prorabotal na orbite pochti 10 let. Na ego bortu uzhe bylo ustanovleno emkoe ZU, i, konechno, normal'no funkcionirovala sm radio liniya peredachi telemetricheskoi informacii so skorost'yu peredachi 64 kbod v sek. Rezul'taty sputnika «Granat» byli vpechatlyayushi dazhe v sravnenii s amerikanskimi i Evropeiskimi rentgenovskimi apparatami.

Na bortu sputnika «GRANAT» bylo ustanovleno shest' nauchnyh priborov, kotorye perekryvali shirokii diapazon rentgenovskogo i gamma izlucheniya:

1. osnovnoi pribor, izgotovlennyi i razrabotannyi vo Francii, rentgenovskii detektor s kodiruyushei maskoi «SIGMA» na diapazon ot 40 keV i do 1.3 MeV
2. dva otechestvennyh rentgenovskii spektrometra ART-P ( 4-60 keV) i ART-S, (10 -100 keV),
3. detektor gamma vspleskov FEBUS (100 keV – 100MeV)
4. rentgenovskii 4 monitor vsego neba VOTCh (6 -180 keV)
5. pribor Leningradskogo fiziko-tehnicheskogo instituta im. A.F.Ioffe KONUS-B dlya registracii gamma vspleskov i rentgenovskih korotkozhivushih tranzientov (10 kev -- 8 MeV)
6. Imelsya eshe i nerabotavshii, pravda, pribor «Podsolnuh» dlya registracii myagkogo rentgenovskogo i opticheskogo izlucheniya kosmicheskih gamma-vspleskov. Imenno takoi pribor na Ital'yanskom sputnike «Beppo-Saks» i pozvolil reshit' problemu prirody vspleskov.

Nauchnye rezul'taty sputnika «Granat» ves'ma vpechatlyayushie.

• Karta Centra Galaktiki, poluchennaya so sputnika «GRANAT» priborom «SIGMA» Karta Centra Galaktiki, poluchennaya so sputnika «GRANAT» priborom ART–P

  Polucheny glubokie izobrazheniya s dostatochno slabymi istochnikami v Centre Galaktiki v dvuh spektral'nyh diapazonah 40 -150 keV i 4-20 keV. Na etih izobrazheniyah vidny mnozhestvo neizvestnyh ranee chernyh dyr i neitronnyh zvezd v okrestnostyah Centra Galaktiki.

• Otkryty neskol'ko kandidatov v chernye dyry, sredi kotoryh naibol'shii interes predstavlyaet istochnik GRX 1915+105.

• Otkryty kvaziperiodicheskie flyuktuacii rentgenovskogo potoka ryada chernyh dyr s akkreciei v Galaktike, takih kak Lebed' X-1 i GX 339-4.

• Nablyudalas' emissionnaya anigillyacionnaya liniya 512 keV v spektrah dvuh rentgenovskih istochnikov 1E1740-294 i GRS 1124-683.

• Byli provedeny vysokotochnye nablyudeniya v shirokom diapazone rentgenovskogo izlucheniya ryada kandidatov v chernye dyry i neitronnye zvezdy.

• Bylo otkryto diffuznoe izluchenie (8-22 keV) okolo Centra Galaktiki – po-vidimomu, svyazannoe s aktivnost'yu sverhmassivnoi chernoi dyry Strelec A.
  

Rentgenovskii modul' «Kvant», pristykovannyi k orbital'noi pilotiruemoi stancii «MIR»

Vpolne zasluzhenno kollektivy «Astrona» i «Granata» iz KraO AN SSSR, IKI RAN , NPO im.Lavochkina, NPO «GRANIT» byli udostoeny Pravitel'stvennyh nagrad, a rukovoditeli nauchnyh i tehnicheskih kollektivov. poluchili Gosudarstvennuyu Premiyu SSSR. Tret'im i poslednim uspeshnym apparatom byl rentgenovskii modul' «Kvant», pristykovannyi k orbital'noi pilotiruemoi stancii «MIR». Na nem byl ustanovlen bol'shoi kompleks otechestvennoi rentgenovskoi apparatury. Etot eksperiment, vozmozhno, i ustupal po chislu reshennyh zadach «Granatu», odnako byl bolee chem uspeshnym. Voobshe, kazhetsya, pilotiruemye stancii i u nas i v SShA ne slishkom prisposobleny dlya provedeniya astrofizicheskih eksperimentov. Mnogo vremeni na nih tratitsya dlya medicinskih opytov i dlya podderzhaniya sistem zhizneobespecheniya. Ih slishkom nizkaya po tochnosti orientaciya i stabilizaciya ne godyatsya dlya podavlyayushego chisla astronomicheskih nablyudenii, gde trebuyutsya tochnosti v doli uglovoi sekundy dugi. Rentgenovskii modul' «KVANT» byl razrabotan i v NPO «Energiya» i vyeden na orbitu 31 marta 1987 goda, a 12 aprelya 1987 goda uspeshno pristykovan k pilotiruemoi orbital'noi stancii «MIR». Na ego bortu bylo ustanovleno 4 rentgenovskih teleskopa: Spektrometr s kodiruyushei maskoi, razrabotannyi v Niderlandah,- shirokougol'naya kamera, ispol'zuyushaya v kachestve vhodnoi apertury kodiruyushuyu masku dlya opredeleniya polozheniya istochnikov. Pribor rabotal v energeticheskom diapazone 2-30 keV s polnym polem zreniya 15 x 15 gradusov. Geometricheskaya ploshad' ego sostavila 655 sm². Uglovoe razreshenie sostavlyalo 2 ugl. min, a vremennoe razreshenie 1 .

Rentgenovskii spektrometr, (HEXE) sostoyashii iz chetyreh identichnyh detektorov tipa "fosvich", sobrannyh iz kristallov NaI/CsI i chuvstvitel'nyh k rentgenovskomu izlucheniyu v diapazone ot 15 do 200 keV. Pole zreniya kazhdogo detektora sostavlyaet 1.6 h 1.6 gradusa i bylo ogranicheno kachayushimsya kollimatorom, kotoryi povorachivalsya s dvuhminutnymi intervalami dlya izmereniya rentgenovskogo fona. Geometricheskaya ploshad' kazhdogo detektora sostavlyala 200 sm. Maksimal'noe vremennoe razreshenie ravnyalos' 0.3-25 ms.

Gazovyi scintillyacionnyi proporcional'nyi schetchik. «Siren-2», rasschitannyi na energeticheskii diapazon 2-100 keV s polem zreniya 3 x 3 gradusa Geometricheskaya ploshad' detektora ravnyalas' 300 sm². Maksimal'noe vremennoe razreshenie pribora sostavlyalo 1.25 - 2.5 ms.

Risunok astrofizicheskogo modulya «Gamma-1»

Rentgenovskii spektrometr PUL'SAR H-1, sostoyal iz 4 detektorov tipa "fosvich", chuvstvitel'nyh k zhestkomu diapazonu rentgenovskogo izlucheniya ot 30 do 800 keV s polem zreniya 3^o h 3^o. Geometricheskaya ploshad' kazhdogo detektora ravnyalas' 314 sm², a maksimal'noe vremennoe razreshenie 10 s. Modul' uspeshno prorabotal na orbite svyshe 5 let. S ego pomosh'yu v ochen' shirokom diapazone dlin voln v rentgene byli polucheny zamechatel'nye rezul'taty.

Na etom perechen' otechestvennyh uspehov v oblasti astrofizicheskih eksperimentov mozhno, pozhalui, i zakonchit'. Upomyanem lish' eshe ob eksperimente «GAMMA-1» dlya nablyudenii v zhestkom gamma diapazone ot 30 MeV i do tysyachi MeV. Specializirovannyi sputnik s iskrovoi kameroi na bortu s rekordnoi ploshad'yu 0.25 m², razrabotannoi sovmestno v IKI AN SSSR i CNRS vo Francii byl sozdan v NPO «Energiya» i uspeshno vyveden na nizkuyu orbitu. Odnako iz-za polomki bloka nizkovol'tnogo pitaniya generatora impul'snogo napryazheniya (GIN) iskrovaya kamera byla «slepoi», t.e. u nee ne bylo vozmozhnosti opredelit' napravlenie prihoda kazhdogo kvanta, chto svelo rezul'taty etogo slozhneishego i ochen' dorogo eksperimenta pochti k nulyu. Udalos' poluchit' kachestvennye rezul'taty lish' dlya solnechnogo gamma-izlucheniya, kogda napravlenie orientacii osi iskrovoi kamery i tak bylo zaranee izvestno. Byli provedeny takzhe nablyudeniya treh gamma-pul'sarov Vela-1, pul'sara v Krabovidnoi tumannosti i izvestnogo yarkogo gamma istochnika Geminga.

Sputnik «PROGNOZ–9», na kotorom byl ustanovlen radiometr 8 mm diapazona «RELIKT»

Nekotoryi uspeh byl dostignut v eksperimente «Relikt» na pochti seriinom sputnike «Prognoz-9», vyvedennom na vysokoapogeinuyu orbitu s apogeem 700 000 km. S ego pomosh'yu na odnoi dline volny 8 mm byla postroena polnaya karta neba s razresheniem 6^o dlya kosmologicheskogo 3 K reliktovogo izlucheniya. Na etoi karte byla horosho zametna dipol'naya komponenta, no ne bolee togo! 4-h diapazonnyi s vysokim prostranstvennym razresheniem i vysokoi chuvstvitel'nost'yu eksperiment «Relikt-2» tak i ne byl osushestvlen, hotya vsya nauchnaya apparatura byla razrabotana v IKI RAN i gotova k zapusku. Nastupila epoha razvala Soyuza i vsei promyshlennosti. Stalo ne do kosmologii. A uspeh byl tak blizok i vpolne vozmozhen.

Vot i vsya nemnogochislennaya istoriya treh otechestvennyh astrofizicheskih eksperimentov.

Kazalos' by, uspeh «Astrona» i «Granata» mog by stat' toi otpravnoi tochkoi bifurkacii nashei programmy, kotoraya mogla by povernut' ves' hod nashih uspehov. Esli by chislo zapuskov k Venere, Marsu i Lune mozhno bylo umen'shit' na 10-20%, chto vryad li skazalos' by na otechestvennom prestizhe v chisto nauchnom mire planetnyh issledovanii, a chislo astrofizicheskih zapuskov na baze togo zhe apparata, peredelannogo iz stancii «Venera», uvelichit' na 10-20 zapuskov, vse moglo by slozhit'sya inache. Vse neobhodimye peredelki samogo apparata byli privedeny mnoyu vyshe. Nasha nauchnaya priborostroitel'naya baza byla dostatochno vysoka, a kooperaciya s Evropeiskim Kosmicheskim Agenstvom (ESA) ili dazhe tol'ko s CNES (Franciya) mogla by vpolne sozdat' neskol'ko sputnikov-observatorii dlya IK i submm oblasti, dlya myagkogo i zhestkogo rentgena, dlya UF i opticheskogo diapazona «do Habblovskoi epohi» i dlya radioastronomii s antennami diametrom menee 10m. Nasha kriogennaya nauka i promyshlennost' do razvala SSSR byli vpolne na urovne, ne govorya uzhe ob optiko-mehanicheskoi promyshlennosti (GOI, LOMO. KOMZ i GIPO). Nam vpolne «po zubam» byli by sputniki infrakrasnogo diapazona tipa IRAS i radiodipazona vrode Yaponskogo apparata VSOP.

V chem zhe prichina takogo nepriyatnogo i strannogo hoda sobytii? Navernoe, otvet prost. Rukovodstvu nashei nauki i promyshlennosti vpolne ponyatny byli zadachi polucheniya fotografii poverhnosti Luny, Venery i Marsa, radiolokacionnoe kartografirovanie poverhnosti Venery, skrytoi pod oblachnym sloem bol'shoi opticheskoi tolshiny, sozdanie lunohoda i t.d. Zadachi zhe izucheniya tonkih effektov akkrecii veshestva na kompaktnye ob'ekty (neitronnye zvezdy ili chernye dyry), izuchenie prostranstvennyh flyuktuacii reliktovogo 3-h gradusnogo kosmologicheskogo izlucheniya, konechno zhe, ne stol' vpechatlyayushi dlya sredstv massovoi informacii i populyarnyh izdanii. Eto zhe ne poiski zhizni na poverhnosti Marsa. Krome togo, sozdanie astrofizicheskih stancii tipa «Astrona» ili «Granata», sushestvenno slozhnee, nezheli sozdanie malyh neorientirovannyh sputnikov dlya izucheniya okrestnostei Zemli. Rukovodstvo zhe Akademii Nauk, navernoe, ne smoglo povernut' rul' kosmicheskoi politiki tak kruto. Ni akademiki M.V.Keldysh, B.P. Konstantinov,

A.P. Aleksandrov ne prislushalis' k prizyvam mirovyh avtoritetov fiziki i astronomii v lice akademikov Ya.B.Zel'dovicha, V.L.Ginzburga, I.S.Shklovskogo i ne smogli umen'shit' hotya by neznachitel'no chislo zapuskov k Venere, Marsu i Lune v pol'zu astrofizicheskih apparatov.

Fotografiya sputnika «Radioastron» dlya nazemno-kosmicheskogo radiointerfrometra

Konechno, posle uspeha «Astrona» i «Granata» NPO im. Lavochkina obeshalo sozdat' novyi tip specializirovannyh sputnikov dlya astronomii «Spektr». V pervuyu ochered', predpolagalos' razrabotat' tri apparata dlya rentgenovskogo i gamma diapazona «Spektr SRG», a zatem dlya UF diapazona «Spektr UF», a potom samyi slozhnyi iz nih - sputnik «Spektr-R» dlya nazemno-kosmicheskogo interferometra «Radioastron» s raskryvayusheisya kak zontik antennoi diametrom 10m na 4 diapazona 1.35 sm, 6 sm, 18 sm i 91 sm.. Vse eti obeshaniya tak i ostalis' ne vypolnennymi, i shansy na ih realizaciyu, pozhalui, neveliki. Ved' vsya nauchnaya apparatura dlya «Spektra SRG» s ogromnoi mezhdunarodnoi kooperaciei byla polnost'yu gotova, «Spektr-R («Radioastron») sozdaetsya pochti 20 let i davno ozhidaet starta. A ved' ego nauchnoe znachenie nevozmozhno pereocenit'. Pri apogee orbity okolo 300 000 km uglovoe razreshenie na samoi korotkoi dline volny 1.35 sm sostavit 10 mikrosekund dugi! A eto v 30 raz luchshe samogo vysokogo razresheniya, dostignutogo v radioastronomii i v 10 000 raz luchshe razresheniya v optike na Zemle. Kakoe ogromnoe kolichestvo otkrytii eto mozhet dat'. I esli shans na zapusk etogo sputnika dostatochno velik, to do ostal'nyh dvuh eshe ochen' i ochen' daleko. A ved' nauchnye pribory i eksperimenty stareyut ochen' bystro. Dostatochno sravnit' programmu uskoritelei tipa CERNovskogo kollaidera s uskoritelyami, sozdannymi 10 -20 let tomu nazad.

Kazhetsya, nachni v seredine 80-h godov eshe do razvala SSSR osushestvlyat' programmu, podobnuyu «Astronu» i «Granatu» i ves' hod nashei vneatmosfernoi astronomii poshel by po-drugomu. No, k sozhaleniyu, istoriyu ne povernesh' vspyat'. Soslagatel'noe naklonenie v istorii ne byvaet. I vse ... Vse zhe ... Na oshibkah ved' uchatsya sleduyushie pokoleniya.

Publikacii s klyuchevymi slovami: kosmicheskie issledovaniya Publikacii so slovami: kosmicheskie issledovaniya
Sm. takzhe: Stranniki Chelovechestvo issleduet Solnechnuyu sistemu Goluboi Sharik Zemli s observatorii Suomi-NPP Temnoe veshestvo na Merkurii Voshod Evropy Progulka v kosmos Panorama Makmurdo na Marse Vse publikacii na tu zhe temu >>