Kính thiên văn độc đáo. Đài quan sát quỹ đạo "Spektr-RG"
Cần lưu ý rằng Spektr-RG đã là bộ máy khoa học thứ hai của dòng Spektr. Tàu vũ trụ Spektr-R (Radioastron) đầu tiên của Nga đã được phóng thành công lên quỹ đạo vào ngày 18 tháng 2011 năm 2019; vòng đời của nó kết thúc vào tháng 2025 năm XNUMX. Tàu vũ trụ thứ ba và thứ tư của loạt Spektr hiện đang được phát triển. Đây là kính thiên văn vũ trụ mới Spektr-UF (Ultraviolet) và Spektr-M (Millimetron), đang được phát triển bởi Roscosmos với sự hợp tác chặt chẽ của các quốc gia khác. Việc phóng hai kính thiên văn này sẽ diễn ra không sớm hơn năm XNUMX, trong khi giới khoa học quốc tế đặt nhiều hy vọng vào chúng, vì cả hai dự án đều là duy nhất, mở ra cơ hội khám phá không gian mới. Dự kiến, các thiết bị này sẽ giúp trả lời nhiều câu hỏi của vật lý thiên văn và vũ trụ học.
Dự án "Spectrum-RG"
Hơn 30 năm đã trôi qua từ khi lên ý tưởng đến khi triển khai dự án. Khái niệm về một tàu vũ trụ mới cho các mục đích khoa học đã được phát triển vào năm 1987. Các đại diện của Liên Xô, Cộng hòa Dân chủ Đức, Phần Lan, Ý và Vương quốc Anh đã cùng nhau làm việc để tạo ra một đài quan sát vật lý thiên văn. Thiết kế của bộ máy được đưa ra vào năm 1988. Quá trình này được giao cho các kỹ sư của NPO mang tên S. A. Lavochkin, công việc trong dự án do Viện Nghiên cứu Không gian thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô điều phối.
Sự sụp đổ sau đó của Liên Xô, các vấn đề trong công nghiệp và nền kinh tế vào cuối những năm 1980 và đầu những năm 1990, và tình trạng thiếu kinh phí liên tục của công việc đã làm trì hoãn nghiêm trọng việc chuẩn bị đài quan sát Spektr-RG. Dự án bị đình trệ khi nguồn vốn xuất hiện, khó khăn mới xuất hiện. Trong thời gian này, việc nạp và thiết bị của bộ máy đã được cập nhật hoàn toàn nhiều lần, các công nghệ, như bạn đã biết, không đứng yên. Thành phần của những người tham gia dự án cũng thay đổi, cuối cùng, ngoài Nga, Đức vẫn tham gia dự án. Thỏa thuận giữa Cơ quan Vũ trụ Liên bang do Roskosmos đại diện và Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (DLR) đã được ký kết vào năm 2009 như một phần của Viện Hàng không và Không gian Quốc tế MAKS-2009. Cơ cấu các nhiệm vụ khoa học do bộ máy giải quyết cũng thay đổi, do một số nhiệm vụ trong số đó không còn được các nhà nghiên cứu quan tâm. Kết quả là, hình dạng cuối cùng của tàu vũ trụ trong hình thức mà nó được phóng lên không gian chỉ được hình thành cách đây vài năm, quá trình phối hợp của nó cũng mất một thời gian. Đồng thời, các đối tác Đức của chúng tôi cũng gặp khó khăn trong quá trình sản xuất thiết bị.
Ở dạng được triển khai, đài quan sát vật lý thiên văn quỹ đạo mới Spektr-RG (Spektr-Rengten-Gamma) được thiết kế để biên soạn một bản đồ hoàn chỉnh của Vũ trụ trong dải tia X của quang phổ. Cần lưu ý rằng đây là lần đầu tiên trong nước những câu chuyện một kính thiên văn (có tính đến thời kỳ Liên Xô) được trang bị quang học chiếu xiên. Trong ít nhất 55 năm tới, đài thiên văn Spektr-RG sẽ trở thành dự án thiên văn tia X duy nhất trên thế giới. Theo Roscosmos, việc khảo sát toàn bộ bầu trời của đài quan sát quỹ đạo hiện đại Spektr-RG sẽ là một bước tiến mới trong thiên văn học tia X, vốn bắt đầu phát triển tích cực cách đây XNUMX năm.
Các vai trò trong dự án Spektr-RG được phân chia như sau. Vệ tinh (Nền tảng điều hướng) - Phát triển của Nga, phóng từ Baikonur - Nga (tên lửa Proton-M), kính thiên văn chính - eROSITA của Đức, bổ sung, đi kèm - ART-XC của Nga. Cả hai kính thiên văn gương, hoạt động trên nguyên tắc quang học tia X tới xiên, là những phát triển độc đáo được thiết kế để bổ sung cho nhau, cung cấp cho đài quan sát một cái nhìn đầy đủ về bầu trời đầy sao với độ nhạy kỷ lục, chưa từng được sử dụng trước đây.
Đài quan sát quỹ đạo "Spektr-RG"
Kính viễn vọng tia X độc đáo, được phóng lên vũ trụ vào ngày 13 tháng 2712,5, bao gồm một số khối chính. Đài quan sát quỹ đạo Spektr-RG bao gồm một mô-đun cơ bản của hệ thống dịch vụ, được phát triển bởi các kỹ sư từ NPO Nga mang tên V.I. Lavochkin. Mô-đun này được họ phát triển dựa trên mô-đun dịch vụ đa năng Navigator, mô-đun này đã thể hiện thành công trong một số chương trình không gian. Ngoài mô-đun cơ sở, đài quan sát quỹ đạo bao gồm một tổ hợp thiết bị khoa học, cơ sở của tổ hợp là hai kính thiên văn tia X. Theo trang web chính thức của công ty Roscosmos, tổng khối lượng của tàu vũ trụ tiếp nhiên liệu Spektr-RG là 1210 kg, trọng tải là 1805 kg, công suất điện của đài quan sát là 512 W, tốc độ truyền dữ liệu (thông tin khoa học) là 6,5 Kbps, thời hạn hoạt động khoa học là XNUMX năm.
Thiết bị chính của đài quan sát quỹ đạo, hiện đang trên đường đến điểm Lagrange L2, là kính thiên văn gương tia X độc đáo do các nhà thiết kế người Đức và Nga tạo ra. Cả hai kính thiên văn đều hoạt động trên nguyên tắc quang học tia X tới xiên. Như đã lưu ý trong Roskosmos, các photon tia X có năng lượng rất cao. Để được phản xạ từ bề mặt gương, các photon phải đập vào nó một góc rất nhỏ. Vì lý do này, các gương tia X được sử dụng trong kính thiên văn của đài quan sát quỹ đạo Spektr-RG được làm dài đặc biệt, và để tăng số lượng photon đã đăng ký, các gương được lồng vào nhau, thu được một hệ thống bao gồm một số vỏ sò. Cả kính thiên văn tia X của Đức và Nga đều được cho là bao gồm bảy mô-đun với máy dò tia X.
Việc thiết kế và chế tạo kính thiên văn tia X của Nga, được chỉ định là ART-XC, là trách nhiệm của các kỹ sư từ Viện Nghiên cứu Không gian thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga, những người đã làm việc chặt chẽ với Trung tâm Hạt nhân Liên bang Nga ở Sarov. Kính thiên văn tia X ART-XC do các nhà khoa học Nga tạo ra mở rộng khả năng và phạm vi năng lượng hoạt động của kính thiên văn eROSITA do Đức lắp ráp hướng tới năng lượng cao hơn (lên đến 30 keV). Phạm vi năng lượng của hai kính thiên văn tia X được lắp đặt trên tàu vũ trụ Spektr-RG chồng chéo lên nhau, mang lại lợi thế cho thiết bị khoa học về việc tăng độ tin cậy của kết quả nghiên cứu và hiệu chuẩn thiết bị trên quỹ đạo.
Các kỹ sư từ Viện Vật lý ngoài Trái đất của Hiệp hội Max Planck chịu trách nhiệm chế tạo và sản xuất kính viễn vọng tia X của Đức, được gọi là eROSITA. Theo ghi nhận trên trang web chính thức của Roscosmos, một công cụ khoa học được tạo ra ở Đức sẽ cho phép lần đầu tiên trong lịch sử khảo sát toàn bộ bầu trời đầy sao trong dải năng lượng từ 0,5 đến 10 keV. Đồng thời, các chuyên gia lưu ý rằng kính thiên văn do Đức sản xuất có "mắt to" hơn, trường nhìn đầy đủ và độ phân giải góc của nó cao hơn so với kính thiên văn ART-XC của Nga. Đồng thời, eROSITA thua kém kính thiên văn Nga về phạm vi năng lượng. Đó là lý do tại sao hai kính thiên văn tia X trên tàu vũ trụ Spektr-RG bổ sung cho nhau và chịu trách nhiệm giải quyết các vấn đề khác nhau.
Chương trình bay và ý nghĩa khoa học
Chương trình nghiên cứu khoa học giả định rằng tàu vũ trụ Spektr-RG mới sẽ được sử dụng để tiến hành các quan sát vật lý thiên văn khác nhau trong 6,5 năm và sẽ giúp các nhà khoa học trả lời nhiều câu hỏi từ lĩnh vực vật lý thiên văn và vũ trụ học. Trong bốn năm đài quan sát sẽ hoạt động ở chế độ quét bầu trời đầy sao, 2,5 năm còn lại - ở chế độ quan sát điểm của các vật thể không gian khác nhau ở chế độ ổn định ba trục dựa trên các ứng dụng đến từ cộng đồng khoa học thế giới. Nó được cho là quan sát cả các vật thể không gian riêng lẻ mà các nhà khoa học quan tâm và các khu vực được chọn của thiên cầu. Bao gồm trong phạm vi năng lượng tia X cứng lên đến 30 keV, nhờ kính viễn vọng tia X của Nga. 100 ngày nữa (khoảng ba tháng) sẽ thực hiện chuyến bay của kính viễn vọng không gian từ Trái đất đến điểm Lagrange L2 và các quan sát thử nghiệm đầu tiên về các thiên thể.
Không phải ngẫu nhiên mà tàu vũ trụ được phóng lên quỹ đạo tại điểm L2 cách Trái đất khoảng 1,5 triệu km. Đây được coi là điểm thích hợp nhất để tiến hành các cuộc khảo sát trên toàn bộ bầu trời. Theo các chuyên gia, quay quanh trục của nó (gần tương ứng với hướng của Mặt trời), đài quan sát vũ trụ sẽ có thể hoàn thành một cuộc khảo sát hoàn chỉnh về thiên cầu trong sáu tháng, trong khi Mặt trời sẽ không nằm trong trường quan sát của nó. Trong 8 năm hoạt động, bộ máy khoa học sẽ có thể thực hiện XNUMX cuộc khảo sát toàn bộ bầu trời cùng một lúc, điều này sẽ cho phép các nhà khoa học thu được nhiều thông tin vật lý thiên văn mới. Đồng thời, do các thao tác điều chỉnh, một nhiệm vụ khá phức tạp sẽ phải được giải quyết, bao gồm việc duy trì tàu vũ trụ trên quỹ đạo tại một điểm nhất định.
Được biết, tất cả dữ liệu từ kính thiên văn ART-XC của Nga sẽ thuộc quyền sở hữu hoàn toàn của Nga, và dữ liệu từ kính thiên văn eROSITA sẽ được chia đôi giữa Nga và Đức. Dù nghe có vẻ vô lý đến mức nào, người ta vẫn quyết định chia bầu trời thành hai phần. Tất cả dữ liệu về một nửa bầu trời trong 4 năm nghiên cứu, khi kính viễn vọng sẽ quét Vũ trụ, sẽ thuộc về Nga, và ở nửa còn lại của bầu trời - thuộc về Đức. Trong tương lai, các quốc gia sẽ tự quyết định cách xử lý dữ liệu nhận được, chia sẻ thông tin với các quốc gia khác như thế nào và ở mức độ nào.
Nhiệm vụ chính của bộ máy Spektr-RG là biên soạn một "bản đồ" chi tiết của Vũ trụ trong quang phổ tia X với các hạt nhân của các thiên hà đang hoạt động và các cụm thiên hà lớn. Các nhà khoa học hy vọng rằng hơn 6,5 năm hoạt động khoa học tích cực của đài thiên văn này, nó sẽ giúp nhân loại khám phá hàng trăm nghìn ngôi sao có nhật quang đang hoạt động, hàng chục nghìn thiên hà hình thành sao và khoảng ba triệu lỗ đen siêu lớn, cũng như một con số khổng lồ. của các vật thể khác, mở rộng đáng kể kiến thức của chúng ta về Vũ trụ. sẽ giúp hiểu rõ hơn về các quá trình tiến hóa của nó. Người ta cũng cho rằng tàu vũ trụ mới sẽ giúp thực hiện nghiên cứu về các đặc tính của plasma nóng giữa các vì sao. Công việc của đài thiên văn được giới khoa học quốc tế hết sức quan tâm. Trên thực tế, tàu vũ trụ mới có thể thu thập dữ liệu về tất cả các đối tượng thiên văn mà khoa học biết đến.
Một bản đồ quy mô lớn về vũ trụ của chúng ta mà các nhà khoa học chưa có, giống như du hành thời gian, sẽ giúp trả lời một số lượng lớn các câu hỏi. Một trong những câu hỏi quan trọng nhất mà kính thiên văn Spektr-RG sẽ giúp nhân loại trả lời là câu hỏi về cách các cụm thiên hà đã phát triển như thế nào trong toàn bộ sự tồn tại của Vũ trụ chúng ta.
tin tức