Калі гаворка заходзіць пра касмічныя тэлескопах, многія людзі ў першую чаргу ўспамінаюць «Хабл», хоць за апошнія дзесяцігоддзі інжынеры адпраўлялі ў космас нямала значных місій. Адна з найбольш цікавых - «Астраном» - малавядомая, але даволі паспяховая, запушчаная Савецкім Саюзам 38 гадоў таму, 23 Травень 1983 года. Гэтая місія прапрацавала на арбіце восем гадоў замест запланаванага года і сабрала каштоўны багаж ведаў аб далёкіх квазараў, зорках і галактыках.
Мы пазнаёмім нашых чытачоў з савецкай астранамічнай абсерваторыяй і раскажам, якіх вынікаў дамаглася гэтая місія.
Касмічная аўтаматычная станцыя «Астраном». Што яна з сябе ўяўляла?
З канца 1970-х гадоў, савецкія навукоўцы хацелі стварыць айчынную сістэму, якая б змагла правесці на арбіце астранамічныя назіранні зорак, актыўных галактык і іншых аб'ектаў у ўльтрафіялетавым і рэнтгенаўскім дыяпазонах. У рэнтгенаўскім выпраменьваюць квазары, чорныя дзіркі і іншыя цікавыя для астраномаў цела, а ўльтрафіялетавае выпраменьванне зорак распавядае аб іх хімічным складзе і тэмпературы.
Праблема ў тым, што рэнтгенаўскія прамяні не даходзяць да зямлі, іх паглынаюць шчыльныя слаі атмасферы, тое ж самае адбываецца і з Уф-выпраменьваннем, паверхні дасягаюць Уф-прамяні толькі вызначанай даўжыні хвалі (315-400 нм), але яны не такія цікавыя навуцы . Таму, каб правесці назірання ў гэтых дыяпазонах, трэба падняцца на вышыню, дзе атмасфера не перашкодзіць.
За навуковую частку праграмы «Астраном» адказвалі калектыў Крымскай астрафізічнай абсерваторыі пад кіраўніцтвам фізіка Аляксандра Боярчук (1931-2015 гг), а таксама французскае касмічнае агенцтва CNES. За распрацоўку апарата, на якім павінны былі размясціць навуковыя прыборы - доследна-канструктарскае бюро НВА імя С. Лавачкіна. Да таго часу спецыялісты бюро пабудавалі не адзін планетарны зонд.
Савецкія інжынеры вырашылі не ствараць «базавы» носьбіт будучай абсерваторыі з нуля, а выбраць ўжо гатовую станцыю, якая паспяхова працавала ў космасе. На гэта былі дзве прычыны:
- каб хутчэй падрыхтаваць эксперымент;
- каб зэканоміць на праекце.
Неабходны быў апарат, які б падыходзіў пад шэраг жорсткіх патрабаванняў. А менавіта:
- мог несці вельмі габарытную карысную нагрузку ў выглядзе аптычнага тэлескопа са спектрометраў для рэгістрацыі спектраў галактык і зорак у УФ-дыяпазоне і рэнтгенаўскі тэлескоп-спектрометр;
- быў добра абаронены ад цеплавога ўздзеяння нашага Сонца;
- змог размясціцца на арбіце, на якой ўплыў радыяцыйнага пояса Зямлі было б мінімальным.
У Савецкага саюза такі апарат меўся. Па ўсім патрабаванням падыходзіў зонд серыі «Венера», а менавіта «Венера-15».
Праўда, перш чым размясціць на борце станцыі тэлескопы, яе трохі змянілі. З яе знялі рухальную ўстаноўку, якая выводзіла станцыю на трасу міжпланетнага пералёту Зямля-Венера і лакатар бакавога агляду, замест іх паставілі спецыяльны цыліндр, да якога прымацавалі два тэлескопа, сонечныя батарэі, паліўныя бакі са сціснутым газам, каб можна было мяняць арыентацыю станцыі, радыятары , прыборны адсек з электронікай, антэны.
Інжынеры змянілі і размяшчэнне оптыка-электронных датчыкаў, якія адказваюць за навігацыю «астраном». Калі б іх пакінулі гэтак жа, як яны стаялі на «Венеры-15», то па сігналах датчыкаў станцыя круцілася б вакол сваёй падоўжнай восі, а ультрафіялетавае тэлескоп не змог бы мяняць арыентацыю ў прасторы, і, як следства, не мог бы даследаваць максімальную плошчу неба.
Інструменты «астраном»
Галоўны навуковы прыбор «астраном» - ультрафіялетавая двухзеркальная сістэма «Спік». Яна важыла каля 400 кг. Дыяметр галоўнага люстэрка - 80 см, фокусная адлегласць - 8 м, дыяметр другаснага люстэрка - 26 см, фокусная адлегласць - 2,7 м. Сістэма была вельмі кампактная і забяспечвала вялікае поле зроку з добрым якасцю малюнка.
У камплект з тэлескопам уваходзіў ультрафіялетавае спектрометр УФС, які быў распрацаваны сумесна з Францыяй. Прыбор меў тры ўваходных дыяфрагмы, якія дазвалялі вывучаць тры тыпу аб'ектаў: яркія зоркі, слабыя па выпраменьванні цела і працяглыя касмічныя цела, такія як імглістасці, каметы. Інструмент рэгістраваў выпраменьванне ў інтэрвалах даўжынь хваляў ад 110 да 350 нм і ад 170 да 650 нм.
Яшчэ адзін навуковы інструмент «астраном» - рэнтгенаўскі тэлескоп-спектрометр СКР-02М, які быў створаны ў сценах Інстытута касмічных даследаванняў АН СССР пад кіраўніцтвам астрафізіка Андрэя Паўночнага з Дзяржаўнага астранамічнага інстытута ім. Штэрнберга. Прыбор складаўся з пары дэтэктараў і электронных блокаў і дазваляў вывучаць кампактныя аб'екты, напрыклад, нейтронных зоркі, белыя карлікі. Дэтэктары рэгістравалі рэнтгенаўскае выпраменьванне ў дыяпазоне ад 2 да 25 кэВ і маглі праводзіць вымярэння кожныя 2,28 мілісекунды, што дазваляла назіраць за хутка змяняюцца энергетычнымі падзеямі.
Якія веды здабыў «Астраном»?
23 сакавіка 1983 ракета-носьбіт «Пратон» даставіла савецкую касмічную абсерваторыю ў космас. Перигей арбіты тэлескопа (бліжэйшая да Зямлі кропка арбіты) знаходзіўся на вышыні 2 000 км, а апагей (найбольш аддаленая ад Зямлі кропка арбіты) на вышыні 200 000 км. Такая арбіта дазваляла «астраном» 90% часу праводзіць навуковыя даследаванні ў ня радыяцыйных паясоў Зямлі, зараджаныя часціцы якіх маглі паўплываць на працу апаратуры. Акрамя таго, гэтая арбіта "ратавала" ад моцнага святлення геокороны, якая абмяжоўвае адчувальнасць УФ-даследаванняў.
Яшчэ адзін плюс гэтай арбіты - савецкія спецыялісты маглі практычна бесперапынна адсочваць «Астраном» са сваіх наземных пунктаў, што дазваляла ім ўсталёўваць з абсерваторыяй да 200 сеансаў радыёсувязі на працягу года.
[Артыкул па тэме: Як ЗША і СССР Месяц падарваць хацелі]
«Астраном» праводзіў назірання 3-4 гадзіны ў дзень. Тэлескоп мог сканаваць нябесную сферу за 12 хвілін, пры гэтым выконваць за адзін сеанс да за 70 000 вымярэнняў. Станцыя працавала ў рэжыме, пры якім у выпадку выяўлення гама-ўсплёску або іншага энергетычнага падзеі магла хутка паварочвацца ў патрэбным кірунку, каб накіраваць свае ультрафіялетавыя і рэнтгенаўскія прыборы да крыніцы.
За час працы на арбіце «Астраном» атрымаў дадзеныя аб сотні рэнтгенаўскіх крыніцах, дзясятках квазараў і галактык.
У красавіку 1986 гады савецкая абсерваторыя правяла ультрафіялетавае даследаванне каметы Галлея і дапамагла навукоўцам высветліць дакладную хуткасць выпарэння камэтны рэчывы, заканчэння магутных газавых патокаў пры набліжэнні да Сонца.
Таксама савецкія навукоўцы выкарыстоўвалі «Астраном» для УФ-назіранняў за азонам у атмасферы Зямлі, каб зразумець, як на азонавы пласт ўплываюць запускі ракет. Гэтая інфармацыя была неабходная як для экалагічных, так і для ваенных даследаванняў.
У 1987 году навукоўцы выкарыстоўвалі савецкую абсерваторыя і для назіранняў за звышновай. У лютым нашай планеты дасягнуў святло ўспышкі звышновай SN 1987A, якая адбылася ў карлікавай галактыцы Вялікае Магеланава Воблака. Гэта была самая яркая і самая блізкая ўспышка звышновай з моманту вынаходкі тэлескопаў. «Астраном» адным з першых правёў назірання за гэтай падзеяй, даследаванне ішло 15 месяцаў. Савецкія астрафізікі высветлілі, што SN 1987A паўстала не пры дзённым халоднай зоркі высокай свяцільнасці, як меркавалі многія спецыялісты ў той час, а пры дзённым гарачага звышгігантам.
Вось яшчэ некаторыя адкрыцця «астраном». Пры дапамозе тэлескопа атрымалася выявіць, што:
- нават з стацыянарных зорак можа выкідвацца рэчыва, прычым, у вялізных колькасцях, да некалькіх соцень мільёнаў тон у секунду. Цікава, што чым гарачае зорка, тым мацней выкід, хуткасць часам дасягае больш за 1000 км / c;
- у хімічным складзе атмасферы некаторых зорак знойдзена высокая канцэнтрацыя ўрану, свінцу, вальфраму. Адкуль гэтыя элементы з'явіліся там, пакуль не ясна;
Гэтыя і іншыя дадзеныя дапамаглі лепш зразумець эвалюцыю зорак і галактык, а таксама сталі каштоўным крыніцай інфармацыі для астрафізікаў.
Праект «Астраном» дапамог таксама вырашыць і шэраг важных тэхнічных задач. Напрыклад, спецыялістам удалося стварыць сістэму астроориентации, якая магла з высокай дакладнасцю наводзіць тэлескоп па зорцы. Атрымалася вырабіць тонкія і вельмі лёгкія люстэрка, а таксама распрацаваць высокаэфектыўную тэхналогію іх ахоўных пакрыццяў, вырабіць корпус тэлескопа, здольны супрацьстаяць цеплавога ўздзеяння і не дапускаць рассейвання святла.
Восем гадоў працы
Пасля першага года працы на арбіце ў паліўных баках «астраном» заставалася яшчэ досыць сціснутага газу для манеўравання, ды і прыборы былі ў добрым стане, таму навукоўцы вырашылі падоўжыць працу тэлескопа.
У 1989 году абсерваторыя вычарпала запас паліва і практычна пазбавілася магчымасці наводзіць свае інструменты на мэту. Апошні сеанс радыёсувязі з «Астраном» адбыўся 23 сакавіка 1991 года, пасля гэтага місія афіцыйна завяршылася. У космасе тэлескоп прапрацаваў восем гадоў.
За паспяховую місію каманда савецкіх інжынераў і астрафізікаў была ўдастоена Дзяржаўнай прэміі СССР.
Крыніцы, якія аўтар выкарыстаў пры падрыхтоўцы матэрыялу:- Дакумент ў Прэзідыум Акадэміі Навук СССР «Арбітальная астранамічная абсерваторыя« астраном »», які быў падрыхтаваны астрафізікі Андрэем Паўночным;
- Кніга «астрафізічнай даследаванні на касмічнай станцыі« астраном »». Пад рэдакцыяй А.А. Боярчук:
- Артыкул: «Касмічныя даследаванні, выкананыя ў Савецкім Саюзе у 1983 г.»
- Артыкул «Astron: Venera Turned Space Telescope»
Прапануем дружбу: Twitter, Facebook, Telegram
Глядзіце нас на youtube. Сачыце за ўсім новым і цікавым з свету навукі на нашай старонцы ў Google Навіны. Чытайце ў Яндэкс Дзэн нашы матэрыялы, не апублікаваныя на сайце