Российский телескоп на МКС проведет новую перепись звезд

 Источник фото: rian.ru

МОСКВА, 29 июл — РИА Новости, Илья Ферапонтов. Российские астрономы создают новый космический телескоп «Лира-Б», который, как планируется, будет в 2015 году установлен на борту МКС. Этот инструмент будет сканировать небо и собирать данные для нового всеобъемлющего каталога, в который войдут около 300 миллионов звезд и других объектов, сообщил РИА Новости Михаил Прохоров, заведующий лабораторией космических проектов Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ (ГАИШ).

 Источник фото: rian.ru

«Телескоп „Лира-Б“ станет первым российским космическим инструментом, работающим в видимом диапазоне, и первым оптическим телескопом на борту МКС. Конечно, это не „Хаббл“, но он решает собственные научные задачи — обзорные наблюдения — на хорошем мировом уровне», — сказал Прохоров.

Во времена СССР на орбите в течение шести лет (с 1983 года) работал астрофизический спутник «Астрон», на борту которого был ультрафиолетовый телескоп и рентгеновский спектрометр. С его помощью ученые наблюдали, в частности, сверхновую SN 1987A, вспыхнувшую в марте 1987 года, а также комету Галлея. Кроме того, на одном из модулей станции «Мир» — «Квант-1» — работал ультрафиолетовый телескоп «Глазар», созданный специалистами Бюраканской обсерватории.

С тех пор в России не осуществлялось крупных космических астрофизических проектов за исключением аппаратов для исследования Солнца серии «Коронас». В течение десятилетий масштабные проекты астрофизических аппаратов «Спектр» не двигались с места.

Однако теперь ситуация начинает меняться — в начале июля был успешно выведен на орбиту первый из «Спектров» — космический радиотелескоп «Спектр-Р», известный также как «Радиоастрон».

Ученые ГАИШ надеются, что их телескоп сможет стать достойным продолжением российской астрофизической программы.

Возить звезды на флешках

Комплекс «Лира-Б» будет состоять из телескопа с диаметром главного зеркала 0,5 метра и массой около 70 килограммов, который будет жестко закреплен на внешней поверхности Международной космической станции.

Размещение телескопа на МКС, вместо запуска его в качестве отдельного орбитального аппарата, значительно удешевляет миссию и дает возможность в случае необходимости провести ремонт и настройку прибора.

«Это достаточно простая доставка аппаратуры на борт — на грузовом корабле „Прогресс“ — и установка ее за бортом станции силами экипажа. Во-вторых, возможность ремонта телескопа при серьезной поломке, также с помощью экипажа. Все это делает эксперимент на борту МКС менее дорогим и более надежным, чем на борту автономного спутника», — сказал Прохоров.

Длина телескопа составит 1,3 метра — его размеры определяются внутренними габаритами космической станции и корабля «Прогресс».

«Его надо выгрузить из „Прогресса“, внести в МКС, пронести через все повороты, люки, потом вынести наружу через шлюз. Расчеты показали, что телескоп не может быть длиннее 1,3 метра, отдельно к нему будет прикрепляться бленда длиной чуть больше метра», — сказал Прохоров.

Зеркало телескопа будет сделано из карбида кремния, материала, который отличается высокой прочностью и устойчивостью к температурным деформациям.

Данные с телескопа будут передаваться внутрь станции через иллюминатор — лазерный луч будет идти от телескопа по оптоволокну, возле иллюминатора он будет расфокусироваться в пятно размером 1-2 сантиметра, а за стеклом попадать в объектив, который будет снова его фокусировать.

«Никаких дырок в МКС сверлить не понадобится. Скорость передачи информации через иллюминатор достигает гигабита в секунду — этого хватит с избытком. Нам выделили один иллюминатор в российском научном модуле „Звезда“, — сказал собеседник агентства.

Размещение телескопа на станции решает и проблему, связанную с передачей информации на Землю.

По словам Прохорова, поток информации с телескопа будет превышать 300 мегабит в секунду. Передавать такой поток информации на Землю можно, но для этого передатчик должен постоянно находиться в прямой видимости приемной антенны, что крайне сложно обеспечить — приемные антенны должны быть размещены по всему земному шару.

»Поэтому для передачи информации был выбран другой путь — данные будут записываться на внешние носители, скорее всего, это будут модули flash-памяти, а затем, вместе с возвращающимся экипажем, доставляться на Землю", — сказал ученый.

Телескопом будет управлять специализированный компьютер с Unix-подобной операционной системой QNX.

Борьба с тряской в космосе

Однако у МКС, как у базы для обсерватории, есть и недостатки. Наиболее существенный из них — постоянные фоновые вибрации, возникающие от перемещения космонавтов во время физических упражнений, от работы вентиляции и перекачки воды и топлива.

Именно поэтому на МКС до сих пор не было астрономических приборов, работающих в «классической» видимой области спектра и требующих точного наведения на объект.

В телескопе «Лиры» система стабилизации изображения, компенсирующая вибрации, была предусмотрена с самого начала. Вокруг главной ПЗС-матрицы телескопа будут установлены несколько дополнительных, которые десять раз в секунду делают фотографии, с помощью чего фиксируются расхождения между ожидаемыми и реальными координатами звезд. На основе этих данных электроника выдает сигналы для узла крепления приемника излучения, который может компенсировать вибрацию.

Инвентаризация звезд

Главной задачей аппарата будут обзорные наблюдения — сбор информации о большом количестве звезд и других объектах на небосводе. Результатом работы телескопа станет новый высокоточный фотометрический каталог, который послужит путеводной нитью для индивидуальных наблюдений.

«Обзоры проводятся нечасто, длятся они достаточно долго, а астрономические открытия в ходе их проведения совершаются гораздо реже, чем при исследовании индивидуальных объектов. Однако превратить большое количество индивидуальных наблюдений в один обзор нельзя, тут дело в систематических ошибках», — сказал Прохоров.

Он отметил, что для создания обзора важно провести наблюдения больших участков неба в одинаковых условиях и с помощью одного и того же инструмента. Только в этом случае можно получить набор однородных данных, пригодных для дальнейших исследований.

На сегодня самым точным фотометрическим каталогом является каталог, составленный с помощью европейского спутника Hipparcos, работавшего с 1989 по 1993 год. Его задачей было очень точное измерение координат примерно 120 тысяч ярких звезд. Из-за сбоя при запуске спутник не вышел на запланированную орбиту и поэтому провел измерения с худшей точностью, но полученный им каталог остается лучшим.

Однако сейчас к этому каталогу предъявляют много претензий: он содержит только яркие звезды, измерения в эксперименте проводились в малом числе спектральных полос.

По словам Прохорова, сейчас астрономы нуждаются в новом каталоге, который содержал бы точные данные о яркости звезд всего неба до 16-17-й звездной величины — невооруженным глазом на небе можно увидеть звезды не слабее шестой звездной величины. Такой каталог позволил бы провести исследования практически во всех направлениях звездной астрономии и во многих направлениях астрофизики. В частности, с его помощью можно было бы обнаружить множество необычных объектов — от близких бурых карликов до черных дыр.

Именно задача создания такого каталога поставлена перед экспериментом «Лира».

Телескоп будет жестко закреплен на поверхности станции. За счет движения станции по орбите — МКС, как Луна, всегда повернута к Земле одной стороной — телескоп за один виток будет сканировать полосу шириной в 1 градус.

«За пять лет наблюдений инструмент просканирует каждый участок неба в среднем по 100 раз», — сказал Прохоров.

По его словам, ученые получат очень точные измерения блеска звезд в разных спектральных полосах, что позволит уточнять измерения, сделанные на других телескопах. Данные с «Лиры» помогут уточнить закономерности эволюции звезд, с его помощью можно будет обнаруживать слабые колебания яркости звезд на уровне долей процента, звезды с аномалиями в химическом составе.

Кроме того, астрономы смогут получить трехмерную карту Галактики в окрестностях Солнца.

«Измерения в ультрафиолетовом диапазоне позволяют измерить поглощение света до звезды. А это сразу дает расстояние до нее, поскольку карта поглощения по радиоастрономическим измерениям мы знаем. То есть мы сможем определить расстояния и построить трехмерную картину примерно на одной десятой галактики вокруг Солнца — на расстояниях несколько тысяч световых лет», — сказал Прохоров.

Российские астрономы выходят в космос

В создании телескопа «Лира» помимо ГАИШ участвуют Петербургский университет механики и оптики (основной изготовитель научной аппаратуры), РКК «Энергия» как организация, эксплуатирующая МКС, а также ЦНИИмаш (Центральный НИИ Машиностроения) — главная организация-эксперт Роскосмоса.

«Решение о возможности полномасштабного финансирования и реализации проекта „Лира-Б“ в ближайшее время будет обсуждаться Роскосмосом, „Энергией“ и ЦНИИмаш. У астрономов ГАИШ вызывает уважение позиция гендиректора ЦНИИмаша Геннадия Райкунова, который считает проведение астрофизических экспериментов на борту МКС важной составляющей научной программы станции», — сказал РИА Новости замдиректора ГАИШ Сергей Ламзин.

«Сотрудничество ГАИШ и ЦНИИмаш имеет давнюю историю, и руководство ГАИШ надеется, что оно будет продолжено», — добавил он.

Работа над проектом «Лира» началась в 2007 году. ГАИШ в нем играет роль научного постановщика эксперимента. К настоящему моменту уже завершен эскизный проект инструмента.

Следующий этап — разработка рабочих чертежей, после этого будет делаться экземпляр инструмента для испытаний, после этого — летный экземпляр.

По оценкам, сделанным на стадии эскизного проектирования, стоимость изготовления аппарата составляет около 800 миллионов рублей на пять лет. В эту сумму входит и доставка, и работа по установке телескопа.

«Стоимость работы космонавтов за бортом МКС составляет около 1 миллиона рублей в час", — сказал Прохоров.

Он добавил, что ученые подали заявку на возможность частичного финансирования за счет средств бюджета МГУ, и она сейчас рассматривается.

Данные «Лиры» помогут дополнить информацию с европейского астрометрического спутника Gaia, запуск которого планируется на 2013 год.

По словам Прохорова, этот европейский проект «урезали» — высокая точность определения координат осталась, но качество определения спектральных характеристик звезд было значительно ухудшено.

«Естественно возникает мысль объединить астрометрию Gaia и фотометрию „Лиры“ в единый „супер-каталог“. И это обязательно надо сделать», — заключил ученый.

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈