Коли мова заходить про космічних телескопах, багато людей в першу чергу згадують «Хаббл», хоча за останні десятиліття інженери відправляли в космос чимало значущих місій. Одна з найбільш цікавих - «Астрон» - маловідома, але досить успішна, запущена Радянським Союзом 38 років тому, 23 березня 1983 року. Ця місія пропрацювала на орбіті вісім років замість запланованого року і зібрала цінний багаж знань про далекі квазари, зірках і галактиках.
Ми познайомимо наших читачів з радянської астрономічною обсерваторією і розповімо, яких результатів досягла ця місія.
Космічна автоматична станція «Астрон». Що вона з себе представляла?
З кінця 1970-х років, радянські вчені хотіли створити вітчизняну систему, яка б змогла провести на орбіті астрономічні спостереження зірок, активних галактик і інших об'єктів в ультрафіолетовому і рентгенівському діапазонах. У рентгенівському випромінюють квазари, чорні діри та інші цікаві для астрономів тіла, а ультрафіолетове випромінювання зірок розповідає про їхній хімічний склад і температурі.
Проблема в тому, що рентгенівські промені не доходять до землі, їх поглинають щільні шари атмосфери, те ж саме відбувається і з Уф-випромінюванням, поверхнідосягають Уф-промені лише певної довжини хвилі (315-400 нм), але вони не такі цікаві науці . Тому, щоб провести спостереження в цих діапазонах, потрібно піднятися на висоту, де атмосфера не завадить.
За наукову частину програми «Астрон» відповідали колектив Кримської астрофізичної обсерваторії під керівництвом фізика Олександра Боярчука (1931-2015 рр), а також французьке космічне агентство CNES. За розробку апарату, на якому повинні були розмістити наукові прилади - дослідно-конструкторське бюро НВО імені С. Лавочкіна. На той час фахівці бюро побудували не один планетарний зонд.
Радянські інженери вирішили не створювати «базовий» носій майбутньої обсерваторії з нуля, а вибрати вже готову станцію, яка успішно працювала в космосі. На це були дві причини:
- щоб швидше підготувати експеримент;
- щоб заощадити на проекті.
Виникла потреба у апарат, який би підходив під ряд жорстких вимог. А саме:
- міг нести досить габаритну корисне навантаження у вигляді оптичного телескопа з спектрометром для реєстрації спектрів галактик і зірок в УФ-діапазоні і рентгенівський телескоп-спектрометр;
- був добре захищений від теплового впливу нашого Сонця;
- зміг розміститися на орбіті, на якій вплив радіаційного поясу Землі було б мінімальним.
У Радянського союзу такий апарат був. За всіма вимогами підходив зонд серії «Венера», а саме «Венера-15».
Правда, перш ніж розмістити на борту станції телескопи, її трохи змінили. З неї зняли рухову установку, яка виводила станцію на трасу міжпланетного перельоту Земля-Венера і локатор бічного огляду, замість них поставили спеціальний циліндр, до якого прикріпили два телескопа, сонячні батареї, паливні баки зі стисненим газом, щоб можна було міняти орієнтацію станції, радіатори , приладовий відсік з електронікою, антени.
Інженери змінили і розташування оптико-електронних датчиків, що відповідають за навігацію «Астрон». Якби їх залишили так само, як вони стояли на «Венері-15», то за сигналами датчиків станція оберталася б навколо своєї поздовжньої осі, а ультрафіолетовий телескоп не зміг би міняти орієнтацію в просторі, і, як наслідок, не міг би досліджувати максимальну площа неба.
Інструменти «Астрон»
Головний науковий прилад «Астрон» - ультрафіолетова двухзеркальная система «СПІКА». Вона важила близько 400 кг. Діаметр головного дзеркала - 80 см, фокусна відстань - 8 м, діаметр вторинного дзеркала - 26 см, фокусна відстань - 2,7 м. Система була досить компактна і забезпечувала велике поле зору з гарною якістю зображення.
У комплект з телескопом входив ультрафіолетовий спектрометр УФС, який був розроблений спільно з Францією. Прилад мав три вхідних діафрагми, які дозволяли вивчати три типи об'єктів: яскраві зірки, слабкі по випромінюванню тіла і протяжні космічні тіла, такі як туманності, комети. Інструмент реєстрував випромінювання в інтервалах довжин хвиль від 110 до 350 нм і від 170 до 650 нм.
Ще один науковий інструмент «Астрон» - рентгенівський телескоп-спектрометр СКР-02М, який був створений в стінах Інституту космічних досліджень АН СРСР під керівництвом астрофізика Андрія Північного з Державного астрономічного інституту ім. Штернберга. Прилад складався з пари детекторів і електронних блоків і дозволяв вивчати компактні об'єкти, наприклад, нейтронні зірки, білі карлики. Детектори реєстрували рентгенівське випромінювання в діапазоні від 2 до 25 кеВ і могли проводити вимірювання кожні 2,28 мілісекунди, що дозволяло спостерігати за мінливими енергетичними подіями.
Які знання добув «Астрон»?
23 березня 1983 ракета-носій «Протон» доставила радянську космічну обсерваторію в космос. Перигей орбіти телескопа (найближча до Землі точка орбіти) знаходився на висоті 2 000 км, а апогей (найбільш віддалена від Землі точка орбіти) на висоті 200 000 км. Така орбіта дозволяла «Астрон» 90% часу проводити наукові дослідження в НЕ радіаційних поясів Землі, заряджені частинки яких могли вплинути на роботу апаратури. Крім того, ця орбіта "рятувала" від сильного світіння геокороной, яка обмежує чутливість УФ-досліджень.
Ще один плюс цієї орбіти - радянські фахівці могли практично безперервно відстежувати «Астрон» зі своїх наземних пунктів, що дозволяло їм встановлювати з обсерваторією до 200 сеансів радіозв'язку протягом року.
[Стаття по темі: Як США та СРСР Місяць підірвати хотіли]
«Астрон» проводив спостереження 3-4 години в день. Телескоп міг сканувати небесну сферу за 12 хвилин, при цьому виконувати за один сеанс до 70 000 вимірів. Станція працювала в режимі, при якому в разі виявлення гамма-сплеску або іншого енергетичного події могла швидко повертатися в потрібному напрямку, щоб направити свої ультрафіолетові і рентгенівські прилади до джерела.
За час роботи на орбіті «Астрон» отримав дані про сотні рентгенівських джерелах, десятках квазарів і галактик.
У квітні 1986 року радянська обсерваторія провела ультрафіолетове дослідження комети Галлея і допомогла вченим з'ясувати точну швидкість випаровування кометної речовини, закінчення потужних газових потоків при наближенні до Сонця.
Також радянські вчені використовували «Астрон» для УФ-спостережень за озоном в атмосфері Землі, щоб зрозуміти, як на озоновий шар впливають запуски ракет. Ця інформація була необхідна як для екологічних, так і для військових досліджень.
У 1987 році вчені використовували радянську обсерваторія і для спостережень за наднової. У лютому нашої планети досяг світло спалаху наднової SN 1987A, яка сталася в карликовій галактиці Велика Магелланова Хмара. Це була найяскравіша і найближча спалах наднової з моменту винаходу телескопів. «Астрон» одним з перших провів спостереження за цією подією, дослідження йшло 15 місяців. Радянські астрофізики з'ясували, що SN 1987A виникла не під час спалаху холодної зірки високої світності, як вважали багато фахівців в той час, а при спалаху гарячого надгіганта.
Ось ще деякі відкриття «Астрон». За допомогою телескопа вдалося виявити, що:
- навіть із стаціонарних зірок може викидатися речовина, причому, в величезних кількостях, до декількох сотень мільйонів тонн в секунду. Цікаво, що чим гаряче зірка, тим сильніше викид, швидкість іноді досягає більше 1000 км / c;
- в хімічному складі атмосфери деяких зірок знайдена висока концентрація урану, свинцю, вольфраму. Звідки ці елементи з'явилися там, поки не ясно;
Ці та інші дані допомогли краще зрозуміти еволюцію зірок і галактик, а також стали цінним джерелом інформації для астрофізиків.
Проект «Астрон» допоміг також вирішити і ряд важливих технічних завдань. Наприклад, фахівцям вдалося створити систему астроорієнтації, яка могла з високою точністю наводити телескоп по зірці. Вийшло виготовити тонкі і дуже легкі дзеркала, а також розробити високоефективну технологію їх захисних покриттів, виготовити корпус телескопа, здатний протистояти потужній термічній обробці і не допускати розсіювання світла.
Вісім років роботи
Після першого року роботи на орбіті в паливних баках «Астрон» залишалася ще досить стислого газу для маневрування, та й прилади були в хорошому стані, тому вчені вирішили продовжити роботу телескопа.
У 1989 році обсерваторія вичерпала запас палива і практично втратила можливість наводити свої інструменти на ціль. Останній сеанс радіозв'язку з «Астроном» відбувся 23 березня 1991 року, після цього місія офіційно завершилася. У космосі телескоп пропрацював вісім років.
За успішну місію команда радянських інженерів і астрофізиків була удостоєна Державної премії СРСР.
Джерела, які автор використовував при підготовці матеріалу:- Документ до Президії Академії Наук СРСР «Орбітальна астрономічна обсерваторія« АСТРОН »», який був підготовлений астрофізиком Андрієм Північним;
- Книга «Астрофізичні дослідження на космічній станції« АСТРОН »». За редакцією А.А. Боярчука:
- Стаття: «Космічні дослідження, виконані в Радянському Союзі в 1983 г.»
- Стаття «Astron: Venera Turned Space Telescope»
Пропонуємо дружбу: Twitter, Facebook, Telegram
Дивіться нас на youtube. Слідкуйте за всім новим і цікавим зі світу науки на нашій сторінці в Google Новини. Читайте в Яндекс Дзен наші матеріали, не були опубліковані на сайті