"Radioastron" gotovitsya k pervym nablyudeniyam16.08.2011 14:32 | A. V. Tuncov/GAISh, Moskva
Vot uzhe pochti mesyac specialisty Astrokosmicheskogo centra FIAN, NPO im. Lavochkina i drugih rossiiskih kosmicheskih sluzhb prodolzhayut ispytyvat' kosmicheskii apparat "Spektr-R" proekta nazemno-kosmicheskogo radiointerferometra "Radioastron". Observatoriyu gotovyat k nauchnoi rabote. Sputnik uzhe uspel sovershit' tri vitka vokrug Zemli po neobychno vytyanutoi, pochti do Luny, orbite. I kazhdyi den', po dva raza v sutki, na orbitu otpravlyayut tehnicheskie komandy i prinimayut c nee otchety o prodelannoi rabote.
Poka vse idet normal'no, hotya uchenym i inzheneram i prihodilos' ponervnichat'.
Chto proishodit s "Radioastronom"
Samym volnuyushim momentom stalo razvertyvanie "butona" desyatimetrovoi antenny radioteleskopa, naznachennoe na 22 iyulya. Sdelat' chto-to podobnoe na orbite dlya antenn takogo razmera s realizovannoi u "Spektr-R" vysokoi tochnost'yu poverhnosti poka ne udavalos' nikomu (po krainei mere, dlya nesekretnyh sputnikov). A potomu specialisty s zamiraniem serdca sledili, kak eta operaciya, kotoruyu ne raz repetirovali v cehah kosmicheskih zavodov, proidet v kosmose. Kak govoryat uchastniki proekta, raskrylsya buton prakticheski polnost'yu po pervoi komande utrom 22 iyulya, ulozhivshis' v polozhennye po programme 12 minut. Odnako raskryt' lepestki na vse 100% i zafiksirovat' ih v zhestkuyu konstrukciyu s pervogo raza ne udalos'. Noch' s 22 na 23 iyulya inzhenery dozhidalis' ravnomernogo progreva osnovaniya konstrukcii pod luchami Solnca, i lish' k utru press-sluzhba NPO im. Lavochkina uspokoila prichastnyh i sochuvstvuyushih: vse - vklyuchaya special'nye zashelki na krayah 27 elementov antenny vstalo na svoi mesta. U rossiiskih astronomov i ih zarubezhnyh kolleg poyavilsya 10-metrovyi kosmicheskii radioteleskop.
Sleduyushie neskol'ko dnei inzhenery posvyatili zapusku i testirovaniyu sistem svyazi i sinhronizacii "Radioastrona" s Zemlei. Do teh por, poka svyaz' ne nalazhena, dazhe raskrytaya antenna eto nesomnennoe chudo inzhenernoi mysli, kotorym mozhno i nuzhno gordit'sya, no nikak ne observatoriya. Poetomu uzhe 25 iyulya specialisty centra nachali gotovit' k rabote polutorametrovuyu antennu, po kotoroi Radioastron budet peredavat' na Zemlyu rezul'taty svoih nablyudenii - chast' tak nazyvaemogo VysokoInformativnogo RadioKompleksa (VIRK). Opyat' zhe, poka vse idet v sootvetstvii s programmoi poleta - vse polozhennye sistemy vklyuchilis' i proshli proverku.
A v subbotu, 13 avgusta, sostoyalsya pervyi seans svyazi so stanciei slezheniya v podmoskovnom Pushine, kotoraya ponachalu primet na sebya ves' potok nauchnoi informacii. Vo vremya etogo seansa byla proverena rabota chasti tak nazyvaemoi petli sinhronizacii dlya izmereniya parametrov orbity kosmicheskogo apparata s pomosh'yu effekta Doplera. S borta na stanciyu v Pushino byl poslan uzkopolosnyi tonovyi signal na chastote okolo 8 GGc. Po informacii ot glavnogo konstruktora proekta v NPO im. Lavochkina Vladimira Evgen'evicha Babyshkina, pervyi test proshel uspeshno.
Ne menee vazhno bylo vklyuchit' vodorodnyi standart chastoty - odin iz dvuh (dlya pushei nadezhnosti) massivnyh "ballonov-bochek" pod osnovnoi antennoi. Vklyuchenie standarta i pervye proverki takzhe proshli "na ura". Imenno eti atomnye chasy i pozvolyat bez lishnih hlopot nadelit' kosmicheskuyu antennu (v interferometricheskom tandeme s kakoi-nibud' zemnoi observatoriei) razreshayushei siloi ispolinskogo teleskopa, kotoryi kak by raskinulsya ot Zemli do Luny. Vryad li takoi teleskop kogda-to budet sozdan, no dannyh, sootvetstvuyushih etomu masshtabu uglovogo razresheniya, uchenye zhdut ot "Radioastrona" uzhe do konca etogo goda - rabota v rezhime interferometra vhodit v programmu nauchnoi priemki observatorii, kotoraya dolzhna zavershit'sya v techenie neskol'kih mesyacev.
Po slovam otvetstvennogo za rannyuyu nauchnuyu programmu Radioastrona starshego nauchnogo sotrudnika FIAN Yuriya Yur'evicha Kovaleva, eti nablyudeniya uzhe predvaritel'no zaplanirovany. V nih primut uchastie nazemnye radioteleskopy iz Rossii (sistema 32-metrovyh teleskopov "Kvazar" Instituta prikladnoi astronomii RAN), Italii (Medichina i Noto), Germanii (100-metrovoe zerkalo v Effel'sberge) i SShA (100-metrovyi GBT v Grin-Benk i 300-metrovoe zerkalo v Aresibo).
"Posle uspeshnogo detektirovaniya lepestkov diagrammy napravlennosti - eto ochen' vazhnyi rezul'tat, oznachayushii poyavlenie deistvuyushego nazemno-kosmicheskogo interferometra 'Radioastron', - budem perehodit' k nauke, k rannei nauchnoi programme", - ob'yasnil Yu.Yu. Kovalev.
Teper' predstoit yustirovka - nuzhno okonchatel'no vyverit' vzaimnoe polozhenie radioteleskopa i sistemy orientacii sputnikovoi platformy, k kotoroi zhestko prikreplena observatoriya. Predpolagaetsya zakonchit' etot etap v techenie pary mesyacev, nablyudaya neskol'ko standartnyh radioistochnikov na vseh dostupnyh dlya nablyudenii dlinah voln. Odnovremenno proyasnitsya i ostrota "zreniya" radioantenny, a takzhe ee chuvstvitel'nost'. Posle etogo mozhno budet nachinat' uzhe pervye interferometricheskie nablyudeniya.
Chto i kak smozhet "Radioastron"
Uchenye planiruyut ispol'zovat' kosmicheskuyu observatoriyu, chtoby v nebyvalyh prezhde podrobnostyah rassmotret' processy, kotorye proishodyat v okrestnostyah sverhmassivnyh chernyh dyr v centrah dalekih i blizkih galaktik i razlichit' mel'chaishie detali ih magnitnogo polya. Oni namereny razobrat'sya v tom, kak v nashi dni iz razrezhennogo gaza obrazuyutsya planety i zvezdy, i dazhe opredelit', iz chego, nakonec, sostoit nasha Vselennaya, tochneishim obrazom izmeryaya rasstoyaniya do vnegalakticheskih ob'ektov i ih razmery. Krome togo, "Radioastron" pomozhet issledovat' strukturu plazmy, zapolnyayushei nashu Solnechnuyu sistemu i prostranstvo mezhdu zvezdami i galaktikami, i utochnit global'nuyu sistemu koordinat. On dazhe proverit sovremennuyu teoriyu tyagoteniya, Obshuyu teoriyu otnositel'nosti Einshteina, na rasstoyaniyah, kotorye prezhde byli nedostupny dlya tochnyh izmerenii.
Chtoby reshit' vse eti zadachi, teleskop gotov nablyudat' nebo v chetyreh diapazonah radiovoln - s dlinoi volny v 92, 18, 6,2 i 1,4 sm, v kazhdom diapazone - po dva ortogonal'nyh napravleniya krugovoi polyarizacii. Razrabotkoi i izgotovleniem sverhchuvstvitel'nyh priemnikov zanimalis' ne tol'ko otechestvennye uchenye i inzhenery, no i specialisty iz Avstralii, Germanii, Indii, Niderlandov, SShA, i Finlyandii, a Shveicariya izgotovila odin iz bortovyh standartov chastoty. Vse eto delaet "Radioastron" po-nastoyashemu mezhdunarodnoi observatoriei. Pravda, za chetvert' veka, chto proshli s nachala raboty nad proektom, priemniki na 6 i 1,4 sm uspeli ustaret', i ih prishlos' zamenit' novymi. V konechnom itoge vmesto nih v kosmos otpravilis' sozdannye pri uchastii amerikancev rossiiskie priemniki odni iz samyh sovremennyh i sovershennyh v mire na dannyi moment. Shirokopolosnyi maloshumyashii usilitel' diapazona 1,2-1,9 sm dlya "Spektra-R" byl sozdan v Nacional'noi radioastronomicheskoioObservatorii SShA; takoi zhe stoyal na bortu sputnika WMAP.
Nauchnye zadachi est' dlya kazhdogo iz chetyreh radiodiapazonov. Odnako naibolee interesnyh, proryvnyh rezul'tatov - ne v obidu drugim diapazonam - uchenye zhdut imenno ot samogo korotkovolnovogo priemnika. Delo v tom, chto uglovoe razreshenie interferometra tem vyshe, chem bol'she rasstoyanie mezhdu ego samymi udalennymi elementami i chem men'she dlina volny, na kotoroi on rabotaet. S pervym inzhenery postaralis' na slavu, otpraviv "Radioastron" na orbitu vysotoi do 350 tysyach kilometrov, kotoraya eshe i slegka podrastet za vremya raboty missii. A samuyu korotkuyu dlinu volny obespechivaet imenno rossiisko-amerikanskii shirokopolosnyi priemnik na dline volny v 1,4 sm i ee okrestnostyah - na yazyke radioastronomov eto nazyvaetsya K-diapazon. K-priemnik "Radioastrona" na samom dele sam mozhet rabotat' na vos'mi raznyh dlinah voln, ot 1,19 do 1,63 sm, i kazhdyi - v dvuh krugovyh polyarizaciyah. Ih mozhno vklyuchat' odnovremenno proizvol'nymi parami.
Imenno na samyh korotkih dlinah voln mozhno dostich' predel'nogo razresheniya, kotoroe sostavit okolo 7 uglovyh mikrosekund. Eto v tri raza men'she, chem diametr sverhmassivnoi chernoi dyry v centre nashei Galaktiki, tak chto "Radioastron", v principe, sposoben razglyadet' detali ee poverhnosti! Vprochem, izobrazhenie nashei dyry v santimetrovom diapazone mozhet okazat'sya sil'no zamytym neodnorodnostyami mezhzvezdnoi plazmy, poetomu astronomy poka vozlagayut bol'shie nadezhdy na chernuyu dyru v centre gigantskoi ellipticheskoi galaktiki M87 v skoplenii Devy. Eta dyra v tysyachu raz dal'she, no i v tysyachu raz krupnee, tak chto vidimyi diametr ee primerno takoi zhe, a vot zamylivanie izobrazheniya v napravlenii Devy - ne takoe sil'noe.
Kosmicheskaya kriptografiya
Dlya polucheniya samyh podrobnyi izobrazhenii teleskop "Radioastrona" dolzhen rabotat' v interferometricheskoi pare s kakim-nibud' nazemnym teleskopom, a eshe luchshe - neskol'kimi. Pri etom nablyudeniya teleskopov dolzhny byt' tochneishim obrazom sinhronizovany. Interferometriya v etom plane chem-to napominaet rabotu voennyh deshifrovshikov proshlogo veka, kotorym prihodilos' svodit' voedino soobsheniya, peredannye protivnikom v potokah nichego ne znachashih slov po dvum raznym kanalam, kogda odin iz kanalov opredelyaet, na kakie slova obratit' vnimanie v drugom. Esli deshifrovshik sdvinet potoki drug otnositel'no druga, nikakogo svyaznogo teksta ne poluchitsya, i pol'zy ot takoi deshifrovki nemnogo.
Teleskop peredaet svoyu chast' kosmicheskogo poslaniya na Zemlyu na chastote 15 GGc s pomosh'yu polutorametrovoi antenny VIRK sputnika, kotoruyu special'no navodyat na nazemnuyu stanciyu slezheniya. Odnovremenno s dannymi na drugoi nesushei chastote, 8 GGc peredaetsya signal ot vodorodnyh chasov na bortu, i izmerenie parametrov etogo signala na Zemle pozvolyaet opredelit' tochnuyu skorost' dvizheniya sputnika. Podobnye atomnye chasy pridetsya ispol'zovat' i vsem nazemnym teleskopam, kotorye budut uchastvovat' v nablyudeniyah. V konechnom itoge vse chasti "shifrovki" postupayut v edinyi centr obrabotki dannyh, kotoryi sposoben spravit'sya s odnovremennymi nablyudeniyami srazu vseh teleskopov - odnogo kosmicheskogo i mnogih nazemnyh. Zhelanie uchastvovat' v nablyudeniyah nazemno-kosmicheskogo interferometra uzhe vyrazili vse krupneishie radioteleskopy Severnogo polushariya; bol'shinstvo iz nih sposobny vesti nablyudeniya v samom "lakomom" K-diapazone.
V nastoyashii moment imeetsya tol'ko odna polnost'yu oborudovannaya stanciya slezheniya, kotoraya ispol'zuet 22-metrovyi radioteleskop Pushinskoi radioastronomicheskoi observatorii, osnashennyi neobhodimym dorogostoyashim oborudovaniem. No Zemlya - kruglaya i vertitsya, a potomu eta edinstvennaya stanciya slezheniya nesposobna zagruzit' teleskop rabotoi v nepreryvnom rezhime. V to zhe vremya ob'em informacii, kotoraya snimaetsya s priemnikov v interferometricheskom rezhime, stol' velik, chto hranit' ee na sputnike na potom i peredavat' vo vremya seansov svyazi ne poluchitsya. Kanal i tak rabotaet na predele vozmozhnostei: peredavat' 144 MB/s s rasstoyaniya v 350 tysyach kilometrov v nepreryvnom rezhime ochen' neprosto.
Drugie stancii slezheniya
Dlya maksimal'noi effektivnosti interferometra, neobhodimo kak minimum tri podobnyh stancii - v dopolnenie k Pushinskoi, nuzhno po stancii v Yuzhnom i Zapadnom polushariyah Zemli. Pri etom Roskosmos vydelili neobhodimye sredstva na eshe dva komplekta neobhodimogo oborudovaniya. Nalichie dopolnitel'nyh stancii dalo by astronomam vozmozhnost' vesti interferometricheskie nablyudeniya pochti nepreryvno i podolgu kopit' informaciyu. Pri ispol'zovanii samyh udalennyh drug ot druga nazemnyh teleskopov nablyudeniyam meshaet sama planeta - poka na odnom konce Zemli ob'ekt edva pokazalsya iz-za gorizonta, na drugom on uzhe zahodit za ee telo.
Po slovam Yu.Yu. Kovaleva, "istoriya so stanciyami slezheniya, ili sbora nauchnoi informacii, dlya proekta Radioastron davnyaya i, kak eto ni stranno zvuchit, dostatochno uspeshnaya". Malo kto znaet, no "imenno - i tol'ko - dlya Radioastrona pri podderzhke akademika Saharova v svoe vremya udalos' probit' ser'eznoe finansirovanie stancii slezheniya v NASA". Nacional'noe aerokosmicheskoe agentstvo vydelilo okolo $100 mln na nazemnuyu podderzhku Radioastrona, i byli sozdany neskol'ko stancii - v chastnosti, v SShA i Avstralii.
"A dal'she proizoshlo to, o chem vse znayut. Razval Sovetskogo Soyuza i obshii kollaps ekonomicheskoi situacii v Rossii privel k znachitel'noi zaderzhke proekta", - govorit Yu.Yu. Kovalev - "V rezul'tate, kazalos' by, NASA vykinulo den'gi na veter? Nichego podobnogo! Vse eto bylo ispol'zovano, i uspeshno, dlya nazemno-kosmicheskogo interferometra yaponskogo proekta VSOP/Halca".
Poyasnil on i tekushuyu situaciyu: "Da, deistvitel'no, dlya naibolee effektivnogo ispol'zovaniya 'Spektra-R' neobhodimo tri stancii slezheniya: v dopolnenie k Pushinskoi hotelos' by imet' odnu v Zapadnom polusharii i odnu v Yuzhnom. Aktivnye raboty v etom napravlenii vedutsya davno, no uspeshno zakonchit' ih do zapuska ne udalos'. Vopros mezhdunarodnyh dogovorennostei - vsegda politicheskii, poetomu podrobnosti my smozhem rasskazat' tol'ko po okonchanii peregovorov. Mogu tol'ko skazat', chto u nas est' neskol'ko real'nyh variantov i est' prichiny nadeyat'sya, chto v skorom vremeni dorogostoyashaya elektronika dlya stancii slezheniya, razrabotannaya i proizvedennaya v Rossii, budet ispol'zovat'sya dlya sbora nauchnoi informacii so 'Spektra-R' i za predelami nashei strany".
Pri etom otvetstvennyi za rannyuyu nauchnuyu programmu "Radioastrona" specialist podcherknul, chto "vysokoellipticheskaya orbita sputnika s apogeem v Severnom polusharii i periodom 9 sutok ustroena tak, chto, kak pokazyvaet komp'yuternoe modelirovanie, dazhe edinstvennaya na segodnya stanciya slezheniya v Pushino pozvolit nam uspeshno provesti rannyuyu nauchnuyu programmu".
Dal'she - bol'she
Etap letnyh ispytanii Radioastrona prodlitsya primerno do konca 2011 goda i plavno pereidet v fazu sbora pervoi nauchnoi informacii. Ona budet interesna kak inzheneram dlya - proverki raboty vseh sistem kosmicheskoi observatorii, tak i astronomam, kotorye uzhe togda nachnut poluchat' dannye nebyvalogo prezhde kachestva. Eta faza prodlitsya primerno odin god. Posle etogo teleskop nachnet rabotat' po klyuchevym nauchnym programmam, a v ostavsheesya vremya poprobovat' zagruzit' unikal'nyi teleskop svoimi zadachami smogut vse zhelayushie - lish' by predlozheniya byli po-nastoyashemu privlekatel'ny s nauchnoi tochki zreniya.
Minimal'nyi ozhidaemyi srok raboty sputnikovoi platformy, na kotoroi ustanovlen kosmicheskii radioteleskop, sostavlyaet pyat' let, hotya sam teleskop sposoben prorabotat' i dol'she. Vprochem, apparat budet chasto popadat' v radiacionnye poyasa Zemli, i kak eto otrazitsya na ego zdorov'e, poka nikto ne znaet - prosto potomu, chto podobnogo opyta u specialistov do sih por ne bylo. Orbita "Spektra-R" tem vremenem budet menyat'sya pod vliyaniem prityazheniya Luny, plavno evolyucioniruya v prostranstve. Eto sdelano namerenno, chtoby pozvolit' teleskopu pronablyudat' s predel'nym razresheniem vse novye i novye ob'ekty na nebe; za vremya raboty emu okazhutsya dostupny okolo 80% nebesnoi sfery. Po raschetam specialistov po nebesnoi mehanike, orbita dolzhna ostat'sya ustoichivoi (to est' ne vrezhetsya v Zemlyu) v blizhaishie 9 let.
Chto obnaruzhit "Radioastron" za eto vremya, kakie otkrytiya sdelaet, kakie zadachi reshit, i kakie novye voprosy postavit pered uchenymi poka nikto predskazat' ne mozhet. V tom spektre chuvstv, kotorye oshushayutsya seichas v nastroenii specialistov AKC FIAN, s radost'yu ot dolgozhdannogo zapuska mozhet sravnit'sya lish' predvkushenie chego-to neyasnogo i novogo, chto dolzhen prinesti Radioastron. Budut zagadki, i budut trudnosti, i budet ochen' mnogo raboty - imenno radi etogo vse i zatevalos' v 80-h godah proshlogo veka.
Tem vremenem, u sozdatelei "Radioastrona" v rabote novyi proekt - kosmicheskii interferometr "Millimetron". Kak i sleduet iz ego nazvaniya, on zamahivaetsya na millimetrovyi diapazon, chto potrebuet raskrytiya v kosmose zerkala, srabotannogo s mikronnoi tochnost'yu. Po svoim harakteristikam on budet znachitel'no prevoshodit' letayushii v nastoyashee vremya i ochen' uspeshnyi evropeiskii proekt Herschel. Vyvesti ego planiruetsya gorazdo dal'she Luny v odnu iz tochek Lagranzha, v kotoroi "Millimetron" budet soprovozhdat' Zemlyu v ee dvizhenii vokrug Solnca na rasstoyanii v million s lishnim kilometrov. Zapusk etogo apparata - skoree vsego, delo uzhe sleduyushego desyatiletiya.
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
kosmicheskii radioteleskop - kosmicheskii interferometr - kosmicheskie observatorii - Radioastronomiya - rossiiskaya kosmicheskaya programma
Publikacii so slovami: kosmicheskii radioteleskop - kosmicheskii interferometr - kosmicheskie observatorii - Radioastronomiya - rossiiskaya kosmicheskaya programma | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
