Наука и технологии России

Вход Регистрация

«Русский Hubble»

В 2016 году на орбиту отправится космический телескоп «Спектр-УФ», который специалисты уже окрестили «русским Hubble». Для чего нужен такой аппарат, чем он похож на Hubble, чем от него отличается, – мы спросили у заместителя научного руководителя проекта «Спектр-УФ» доктора физико-математических наук Михаила Евгеньевича Сачкова.

Михаил_Сачков Михаил Сачков: «Как только на Hubble начинаются какие-то проблемы, нам приходит целый вал писем: “Как у вас дела? Как продвигается работа?..”»

Астрономия бывает разная. Наблюдения ведутся в радиоволнах, в оптическом и гамма-диапазонах – почти по всему электромагнитному спектру. Чем же ценна именно ультрафиолетовая астрономия?

– Во-первых, именно в ультрафиолетовой области находятся основные спектральные линии всех ключевых атомов и ионов. Недаром эту область спектра называют «астрофизическим Эльдорадо»: только в ней можно получить информацию о распределении большинства элементов во Вселенной. Можно сказать, что ультрафиолет позволяет лучше погрузиться в спектроскопию – а значит, и в химию – происходящих в космосе процессов.

Во-вторых, ультрафиолет даёт нам нужную «объёмность» изображения. Разумеется, различные объекты – звёзды, квазары и так далее – можно изучать и в других диапазонах, в оптическом или рентгеновском, но при этом мы получим неполную, одностороннюю картину. Именно поэтому их пытаются исследовать в разных областях, получая всеобъемлющие знания.

С Земли такие наблюдения невозможны, потому что наша атмосфера поглощает почти весь ультрафиолет. Зато из космоса мы можем охватить ими примерно 75% видимой части Вселенной.

К сожалению, самые далёкие объекты в ультрафиолете невидимы. Во-первых, нужные спектральные линии у них сдвинуты далеко в красную область. А во-вторых, ультрафиолет поглощается межзвёздной и межгалактической средой, которая прозрачна не везде и не для всех длин волн.

Наш будущий телескоп будет работать не во всём ультрафиолетовом диапазоне, а только в пределах длин волн 115–310 нм. В диапазоне длин волн короче 90 нм, как показал ещё проект EUVE (Extreme Ultraviolet Explorer – американский космический УФ-телескоп диапазона 7–76 нм, работавший в 1992–2002 годах. – STRF.ru), мы можем наблюдать во Вселенной считанные единицы объектов. Такое излучение очень быстро поглощается межзвёздной средой, и в результате телескоп EUVE проработал несколько лет, принеся очень мало результатов. С тех пор такие проекты, завязанные на дальний ультрафиолет, получают очень слабую поддержку у космических агентств всего мира. А диапазон 90–115 нм, хотя и представляет немалый интерес для астрофизиков, но требует отдельной аппаратуры – для этой области нужны совершенно другие отражающие покрытия зеркал. Hubble также не наблюдает в этом диапазоне.

А что же конкретно планируется наблюдать с помощью новой космической обсерватории?

– Мы выделяем четыре ключевые группы научных задач, которые будут решаться с помощью «Спектр-УФ». Первая называется достаточно сложно: «Поиск потерянного диффузионного барионного вещества». Надо понимать, что это не знаменитая тёмная материя, а обычное вещество, из которого состоим мы с вами, состоят звезды, но находящееся в космосе в виде обширных и тёмных облаков.

Сами по себе такие облака не излучают, поэтому часто остаются невидимыми и упускаются из астрономических расчётов. Рассмотреть их можно только на фоне более далёких ярких объектов. Излучение, проходя через такое облако, частично поглощается, и по характерным линиям поглощения мы можем определить количество и состав вещества в нём. Можно сказать, что таким путём мы сможем точнее оценить количество обычной материи во Вселенной.

Вторая задача – изучение процессов аккреции. Представьте себе, у нас есть двойная система звёзд, которые располагаются в достаточно тесном соседстве, и одна звезда в паре перетягивает на себя массу со второй – это и есть аккреция вещества. Это очень интересные процессы, с очень интересными эффектами: возникновением ударных волн, образованием общего газового диска, взрывами сверхновых и так далее.

Третьим направлением исследований станут планетные атмосферы. Речь тут идёт не только о далёких экзопланетах, но и о планетах нашей Солнечной системы, а также их спутниках, у которых есть атмосфера. Некоторые эффекты здесь можно увидеть только в ультрафиолете. Ну а четвертая область – это эволюция галактики и протопланетные диски. Мы сможем изучить эти плотные газопылевые облака, в которых зарождаются звёзды и планеты.

Вот эти четыре направления входят в базовую программу работы будущей космической обсерватории, и первые два года все наши усилия будут брошены именно на них. Но вообще мы будем действовать как обычная обсерватория и сможем решать задачи и в других направлениях. Они могут быть в принципе какими угодно: группы астрономов смогут подавать заявки, и если научный комитет «Спектр-УФ» одобрит проведение такого исследования, им будет выделяться ресурс работы телескопа. Словом, всё так, как это принято в обычных наземных обсерваториях.

Спектр-УФ Модель будущего телескопа «Спектр-УФ»

Но насколько велика сегодня нужда в очередном ультрафиолетовом телескопе? За историю астрономии в космосе их проработало больше десятка, в этом диапазоне «видит» тот же Hubble... Насколько необходим ещё один?

– Если посмотреть в прошлое, то астрофизиков за последние 40 лет просто избаловали постоянным наличием на орбите крупных ультрафиолетовых телескопов. Все к этому уже как-то привыкли – но сложилось так, что сейчас на смену Hubble прийти некому. Пока его работу продлили с 2014-го до 2015–2016 годов, но вообще он может остановиться в любой момент, ресурс его давно уже выработан.

Следующие такие крупные проекты, будь то европейские или американские, запланированы к реализации лишь после 2025 года. Так что

на ближайшее десятилетие астрономы могут просто оказаться без привычных инструментов работы.

В этом смысле наш «Спектр-УФ» оказался очень своевременным.

Мы чувствуем это уже сейчас: как только на Hubble начинаются какие-то проблемы, нам приходит целый вал писем: «Как у вас дела? Как продвигается работа?..» И наоборот – как только нам начинают особенно активно писать, мы знаем, что с Hubble что-то в очередной раз случилось.

Если сравнивать с тем же Hubble, то в чём будут плюсы и минусы нашего «Спектра-УФ»?

– Отдельным нашим преимуществом является более удобная для наблюдений геостационарная орбита высотой около 35 тысяч километров. 500-километровая орбита Hubble для этого далеко не идеальна. Каждые 90 минут он входит в тень Земли, из-за чего невозможно проводить съёмку с экспозицией больше этого времени. Мы же отправляем «Спектр-УФ» намного дальше и сможем удерживать объект намного дольше – до 30 часов.

Ещё один плюс, который позволит нам получать снимки особенно высокого качества, – это совершенная система ориентации и наведения, приборы для которой изготавливаются в Институте космических исследований (ИКИ) РАН. Она использует звёздные датчики, позволяющие телескопу наводиться «грубо», с точностью до 2 угловых минут, а затем дополнительные датчики-гиды для окончательного наведения с точностью 0,03 секунды.

Сейчас в стране идёт процесс «реформирования» РАН. Какие неожиданности можно ожидать с этой стороны?

– Предсказать сложности с этой стороны нам достаточно тяжело. Чего мы точно можем ждать – это проблем в связи с переименованиями институтов и других организаций. То есть, даже если не изменится ничего, а изменятся только названия, всё равно понадобятся особые усилия для перезаключения договоров, смены печатей, словом, для нормализации юридической стороны дела.

Ну а что до самих технических и научных задач, мы надеемся, никаких пертурбаций с ними не будет и их решение останется за нами. В конце концов, нами пройден уже значительный путь – наверное, 70% – и даже простая передача проекта какому-то другому институту вряд ли возможна. Думаю, мы доведём её до конца.

Теги

Космос

РЕЙТИНГ

4.94
голосов: 18

Галереи

Специальная астрофизическая обсерватория РАН

Специальная астрофизическая обсерватория РАН расположена в Карачаево-Черкессии – возможно, место не столь удачное для наблюдений за Вселенной, как чилийская пустыня или Канарские острова, однако невероятно живописное. В этой галерее – снимки далёких галактик, мини-академгородок Нижний Архыз и окрестности обсерватории.

20 фото

Обсуждение