Миллиметрон

[Frontm]

Это видео с ограниченным доступом.

Ничего не увидел.

[zandr]

Код Выделить Развернуть

https://https://www.youtube.com/watch?v=mzCCyGU9DGk

9:43
«Миллиметрон»: от кротовых нор до поиска жизни
  Роскосмос ТВ
Российская астрофизическая обсерватория «Спектр-М» («Миллиметрон») — 10-метровый космический телескоп. В будущем он поможет детально изучить тени чёрных дыр, найти кротовые норы, следы воды в Галактике и спектральные искажения реликтового излучения.
Обсерватория имеет два режима работы: режим одиночной антенны и интерферометр космос-Земля. Первый режим будет иметь наилучшую чувствительность для изучения самых слабых источников Вселенной. Второй режим обеспечит высокое угловое разрешение, благодаря которому наши учёные смогут изучить структуры самых компактных объектов во Вселенной – сверхмассивных черных дыр.

[Veganin]

https://www.rlocman.ru/news/new.html?di=658841
https://lebedev.ru/ru/main-news/news/3555-v-rossii-sozdan-unikalnyj-detektor-millimetrovogo-diapazona.html

В России создан уникальный детектор миллиметрового диапазона
04-04-2023
В Астрокосмическом центре Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (АКЦ ФИАН) впервые в России создан криогенный приёмник, способный детектировать радиосигналы на частотах 220-280 ГГц. Его крайне высокая квантовая чувствительность и малый уровень потерь сигналов достигаются благодаря охлаждению до сверхнизких температур. В перспективе такие приборы предполагается использовать в работе как наземных, так и космических обсерваторий миллиметрового и субмиллиметрового диапазона.


Криогенная часть приёмника

Миллиметровый диапазон длин волн очень важен для космических исследований. Химия космоса, поиск сложных органических молекул в межзвездной среде, исследования объектов ранней Вселенной и активных ядер галактик, – неполный перечень областей его применения. Именно в миллиметровом диапазоне были получены изображения теней сверхмассивных черных дыр в нашей Галактике и в галактике M87. Однако сегодня космос все ещё недостаточно хорошо изучен в миллиметровом диапазоне (от 30 ГГц до 300 ГГц). Отчасти это связано со сложностью изготовления приёмных антенн и детекторов, работающих на этих длинах волн, отчасти – с малой прозрачностью атмосферы Земли в миллиметровом диапазоне. Поверхность таких антенн должна быть намного более точной по сравнению с обычным радиотелескопом. Для изготовления детекторов требуются элементы микроскопических размеров, поэтому технологически их изготовление – крайне сложная задача. Только несколько стран в мире способны изготовить миллиметровые приёмники достаточной для космических исследований чувствительности. Теперь в их число уверенно входит и Россия.

Новый российский приёмник работает на частотах 220-280 ГГц (длина волны около 1.2 мм). Для достижения сверхвысокой чувствительности его необходимо охладить до температуры кипения жидкого гелия – 4К. Благодаря столь низким температурам элементы микросхемы прибора, изготовленные из ниобия, переходят в сверхпроводящее состояние. Именно сверхпроводимость и делает параметры нового детектора уникальными. Она позволяет достичь квантовой чувствительности детектора и малых потерь сигналов в соединительных линиях.

«Стандартная полупроводниковая электроника ограничена по скорости и неэффективна для приема очень слабых терагерцовых сигналов», – пояснил руководитель Лаборатории терагерцовых приборов и технологий АКЦ ФИАН Андрей Худченко. «Поэтому наш новый приёмник работает по гетеродинному принципу. Суть его в том, что измеряемый высокочастотный сигнал сравнивается с сигналом опорного генератора на чувствительном сверхпроводниковом элементе. Результат этого сравнения выпадает на низкие частоты порядка 1 ГГц и без потери качества обрабатывается стандартной электроникой. Более того, гетеродинные приёмники позволяют сохранять информацию как об амплитуде, так и о фазе сигнала. А значит, из телескопов, оснащенных такими приемниками, можно создать интерферометр».

У детекторов этого типа есть ещё одна полезная особенность. Они обладают сверхвысоким частотным разрешением, что чрезвычайно ценно для космических исследований в миллиметровом диапазоне. Ведь именно здесь сосредоточено колоссальное количество узких спектральных линий, создаваемых сложными молекулами. Эти линии дают уникальную информацию о химическом составе, кинематике и физических параметрах межзвёздной среды.

Созданный в Астрокосмическом центре ФИАН прибор – самый чувствительный приемник высокого разрешения в своём диапазоне частот на сегодняшний день в нашей стране. Эта разработка стала возможна в результате плодотворного сотрудничества ИРЭ РАН и АКЦ. Все компоненты смесителя, «сердца приемника», изготовлены в России и соединены в работающий прибор в АКЦ.

Сейчас Лаборатория терагерцовых приборов и технологий продолжает работу по оптимизации приёмника и улучшению его базовых характеристик. В частности, в ближайшее время планируется кратно улучшить его чувствительность за счёт оптимизации параметров туннельных сверхпроводящих наноструктур и конструкции. Также ведется работа по созданию более сложной и продвинутой модификации приемника – детектора с разделением боковых полос. Эта версия прибора станет идеальным вариантом для использования как на борту космической обсерватории Миллиметрон, так и на наземных радиоастрономических телескопах.

[Дмитрий Инфан]

Хорошая новость.

[nonconvex]

Впервые вижу, что синяя изолента работает при криогенных температурах. Великая вещь!

[ОАЯ]

Также ведется работа по созданию более сложной и продвинутой модификации приемника – детектора с разделением боковых полос. Эта версия прибора станет идеальным вариантом для использования как на борту космической обсерватории Миллиметрон, так и на наземных радиоастрономических телескопах.

Возможно, функциональная схема в обработке сигнала похожа на 
https://arinst.net/files/Manual-Portable-radio-receiver-Arinst-SDR-DK-V1D_RUS.pdf
стр. 3

[АниКей]

nauka.tass.ru

В обсерватории "Спектр-М" применят новую технологию наблюдения за Вселенной
ТАСС

МОСКВА, 26 мая. /ТАСС/. Технология одновременного многочастотного синтеза, позволяющая получить в несколько раз больше информации при наблюдении Вселенной, будет использоваться в проекте космической обсерватории "Спектр-М" (миссия "Миллиметрон"). Об этом ТАСС сообщил заместитель руководителя астрокосмического центра Физического института им. П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН) Алексей Рудницкий.
По его словам, впервые многочастотный синтез на космическом аппарате был испытан в рамках российской миссии "Радиоастрон" (проект "Спектр-Р"), но в "Миллиметроне" технология будет применена в обновленном виде. "Планируется, что обсерватория "Миллиметрон" будет иметь возможность работать в режиме одновременного многочастотного синтеза совместно с наземными телескопами", - сказал Рудницкий.
Ученый пояснил, что этот метод подразумевает наблюдение за одним и тем же объектом с нескольких приемников, настроенных на разные радиочастоты. Сейчас, отметил он, уже ведутся работы над созданием системы, которая позволит одновременно использовать все или несколько приемников на борту "Миллиметрона". "В рамках этих работ мы очень тесно и не первый год сотрудничаем с коллегами из Корейского института астрономии и космических наук. Они были одними из первых, кто смог реализовать такую систему на наземных телескопах", - добавил он.
Как отметил Рудницкий, метод одновременного многочастотного синтеза позволяет повысить качество наблюдений и чувствительность телескопа, получать в разы больше ценной информации за более короткий промежуток времени, а также нивелировать искажения в работе наземных телескопов, вызванные атмосферой планеты.
О проекте "Спектр-М"
Обсерватория "Спектр-М" предназначена для исследования объектов дальнего космоса в миллиметровом, субмиллиметровом и дальнем инфракрасном диапазонах спектра. С ее помощью ученые рассчитывают получить данные о глобальной структуре Вселенной, строении и эволюции галактик, их ядер, звезд, планетных систем, объектах со сверхсильными гравитационными и электромагнитными полями, а также об органических соединениях в космосе.
"Спектр-М" планируется запустить на расстояние 1,5 млн км, в район точки Лагранжа L2 системы Солнце - Земля, в которой уравновешиваются силы притяжения Солнца и Земли. Головная организация по созданию космического комплекса - НПО им. С. А. Лавочкина, разработкой комплекса научной аппаратуры занимается астрокосмический центр ФИАН, а за проектирование конструкции телескопа отвечает ИСС им. М. Ф. Решетнева.

[Athlon]

Вопрос планируемой даты пуска в последних публикациях аккуратно обходится, что не вызывает оптимизма

[ZOOR]

Вопрос планируемой даты пуска в последних публикациях аккуратно обходится, что не вызывает оптимизма

Скоро уже должны увидеть, что в ФКП-2035 пропишут. Но тоже как-то сомнительно.
Там же еще международной кооперации нужна куча (даже на учитывая Суффу)

[АниКей]

scientificrussia.ru

Красноярские ученые собрали единственный в России прибор для самой большой охлаждаемой антенны в космосе
Дилатометр

Дилатометр Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)
Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» создали уникальный прибор, с помощью которого можно измерять малые деформации материала, вызванные изменением температуры, электрическим и магнитным полем, внешним давлением. Прибор собран по заказу АО «Информационные спутниковые системы» (ИСС) и используется для разработки российского космического телескопа «Миллиметрон».
«Миллиметрон» – это один из высокотехнологичных российских научных проектов в космосе. Он должен стать единственной в мире космической обсерваторией миллиметрового и субмиллиметрового диапазона длин волн в ближайшие 10-20 лет, что сделает Россию мировым лидером в важнейшем направлении космических исследований. Запуск телескопа с охлаждаемым десятиметровым зеркалом запланирован на 2030 год. Это будет самая большая охлаждаемая антенна в космосе.
Для сравнения: диаметр зеркала космического телескопа им. Джеймса Уэбба (JamesWebbSpaceTelescope, JWST) равен 6.5 м. Разумеется, прямое сопоставление здесь не совсем корректно, поскольку JWST работает в ближнем и среднем ИК-диапазонах электромагнитного излучения (длина волны 0,6–28 мкм), более близких к видимому свету и предъявляющих более высокие требования к точности геометрии и чистоте обработки поверхности зеркала. «Миллиметрон» рассчитан на дальний ИК и субмиллиметровый диапазон (0,1–10 мм, то есть 100–10000 мкм), более близкий к радиоволнам, поэтому его главное зеркало также называют антенной, хотя чистота обработки ее поверхности и точность геометрии также должны быть очень высоки.
«Миллиметрон» и JWST скорее дополняют друг друга, чем конкурируют, однако от сравнений не уйти. Слишком много у проектов общего: работа в окрестности точки L2 в 1,5 млн км от Земли; использование раскрываемых на орбите зеркал, поскольку под обтекателями ракет их можно уместить только в сложенном виде; охлаждение до криогенных температур; управление геометрией «лепестков» зеркал с помощью высокоточных актуаторов; огромные теплоизоляционные экраны, прикрывающие телескопы от Солнца; близкая масса космических аппаратов – 6,5 тонны у JWST и 6,6 тонны у «Миллиметрона»; схожие габариты – около 20 м.

Александр Фрейдман
Для того чтобы проект был успешно реализован, очень важно провести все необходимые исследования и расчёты на Земле. О том, какие задачи в рамках этого проекта решают красноярские ученые, рассказал старший научный сотрудник лаборатории сильных магнитных полей Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН, кандидат физико-математических наук Александр Фрейдман.
– Расскажите, пожалуйста, чем вы сейчас занимаетесь?
–  «Миллиметрон» — это космическая обсерватория, которая будет располагаться на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли. Задач у этого проекта масса. Например, он будет ловить свет от ранних галактик, появившихся в первый миллиард лет после Большого взрыва, в то время свет от них был в ультрафиолетовом диапазоне. Так как Вселенная расширяется, объекты удаляются друг от друга и их скорость увеличивается, это излучение сместилось в инфракрасную зону. Чтобы их увидеть, нужно смотреть именно в этом диапазоне. Он будет работать не только в формате телескопа, но и в формате интерферометра, как удаленная пара для второй обсерватории, расположенной на Земле. Благодаря большому расстоянию между двумя обсерваториями на Земле и в космосе может быть достигнуто гигантское угловое разрешение.
Основная задача, которая возложена на Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН, — это исследование материалов, выяснение их пригодности для использования в таких условиях. Мы запускаем космический аппарат, собранный на Земле, у него есть свои размеры и характеристики. Когда он оказывается в космосе и раскрывается, начинает работать криогенная система, которая все охлаждает до температур, близких к абсолютному нулю. Все материалы реагируют на изменение температуры. Это нужно учесть для того, чтобы конструкция работала. Зеркало — это сложная система, ее нужно сделать очень точной. Чем более правильной будет геометрия, тем точнее мы сможем увидеть дальние объекты. Зеркало не может быть идеальным, потому что оно состоит из элементов. Такую конструкцию запустить целиком в космос нельзя, поэтому она будет состоять из деталей, которые будут раскрываться. Соответственно, мы не получим идеальное параболическое зеркало, оно все равно будет состоять из деталей, но эти детали обладают возможностью настройки. У каждого элемента есть несколько приводов, которые позволяют делать прогиб, изгиб, смещение.
Само зеркало будет работать при температуре -269 градусов Цельсия, а вот датчик, который ловит сигнал, — при температуре -272 градуса. Для того чтобы понять, как поведут себя материалы при столь низких температурах, мы и проводим эксперименты на Земле. Все материалы, которые используются в космосе, как правило, сложные, они должны быть легкими и прочными — это композитные материалы. Приведу пример: предположим, что у нас деталь, которая состоит из стекла и футбольного мячика, скрепленных друг с другом. Мячик при охлаждении сожмется, а стекло практически не деформируется, из-за этого возникнет внутреннее напряжение в стекле, и оно может не выдержать. Поэтому необходимо понимать, как состыковать детали из разных материалов. Кроме вопросов, связанных с поведением самих материалов, есть еще особенности конструкции, которые определяются жесткими геометрическими параметрами.
– В чем сложность конструкции телескопа?
– Телескоп имеет зеркало, охлаждаемое до температуры -269 градусов, которое защищено от излучения извне несколькими экранами. Четыре экрана пассивные и один экран активный. Это означает, что четыре экрана просто отражают излучение, а еще один экран охлаждается хладагентом. Экраны нужны для того, чтобы тепловое излучение, например, от солнца, не грело принимающее зеркало. Зеркало должно иметь низкую температуру, для того чтобы на датчик приходил исключительно отраженный сигнал, а само зеркало не являлось источником инфракрасного излучения. Датчик же расположен по центру и имеет температуру еще ниже порядка -272 градуса, говорят, что это будет одна из самых холодных точек во Вселенной, не считая лабораторий, расположенных на Земле. Диаметр зеркала — 10 метров, диаметр всей конструкции — 20 метров.
– Расскажите о приборе, который вы разработали.
– Инструмента для того, чтобы определять тепловое расширение при температурах, близких к нулю, в России нет. Мы его и разработали. Это дилатометр. Первый образец собрали в 2014 году. Макет запустили на оборудовании Института физики СО РАН. Это исследовательское измерительное оборудование, работающее на Земле, которое позволяет выяснить параметры коэффициента теплового расширения в нужном диапазоне температур. В прошлом году мы поставили уже рабочий дилатометр в АО «Информационные спутниковые системы» (ИСС). У них есть криогенная камера, которая охлаждает материалы до низких температур, куда мы установили дилатометр и программное обеспечение. Ближайший проект, который планируется, — это дилатометр, который рассчитан не на пленочные материалы, а на объемные материалы. В космосе часто используется полиимидная пленка для того, чтобы экранировать какое-то излучение, если её покрыть, например, отражающим слоем. Соответственно, первый прибор создан для таких материалов. Объемные материалы — это сплавы или композитные материалы, углепластики.
– В чем уникальность дилатометра?
– Аналоги этого прибора в мире есть, но в РФ нет другого прибора, который может сделать то же самое. Мы искали калибровочные образцы, но ни один институт не дал нам нужного результата. В ФГУП ВНИИ метрологии им. Д.И. Менделеева, где занимаются вопросами, связанными с метрологией в России, есть приборы, которые могут проводить измерения при температурах выше -196 градусов Цельсия. Они нам дали контакты другого института, где подобная установка существовала в 70-е годы прошлого века, но она сейчас не работает, и запуск ее не предполагается.
В каком-то смысле наша работа — это изобретение велосипеда, которое пришлось сделать. Сам метод измерения известен давно и используется. Но нам нужно было реализовать прибор, который будет работать в составе того оборудования, которое есть в АО «ИСС». Это криоблок с уникальными параметрами. Под него мы и сделали прибор.
В рамках этого же проекта мы исследуем на сертифицированном оборудовании теплоемкость и теплопроводность материалов, коэффициенты излучения. Чтобы понимать, сколько будет приходить на датчик фонового сигнала от зеркала, нужно провести соответствующие измерения.
– Такие задачи можно решить только на Земле, ведь когда мы запустим установку в космос, там уже ничего нельзя поменять?
– Конечно. Поэтому выполнять такую работу — это большая ответственность. Если мы ошибемся в расчетах на Земле, то в космосе уже ничего нельзя будет поправить. Дилатометр работает на Земле, здесь он измеряет материалы, из которых планируется делать российский космический телескоп «Миллиметрон», участвует в подборе материалов. Ответственность огромная, потому что «Миллиметрон» станет единственной в мире космической обсерваторией миллиметрового и субмиллиметрового диапазона длин волн в ближайшие 10-20 лет. Запуск телескопа запланирован на 2030 год вместе с космическим аппаратом «Спектр-М». «Миллиметрон» — это телескоп, а то, что сделали мы, — это прибор, который используется для построения этого телескопа. «Миллиметрон» будет расположен в точке Лагранжа, на расстоянии около 1,5 миллиона километров от Земли и будет иметь очень низкую температуру. Поэтому нам важно понимать, как поведут себя материалы в таких условиях.
Автор фото: Анастасия Тамаровская / ФИЦ КНЦ СО РАН
Информация и фото предоставлены Федеральным исследовательским центром «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»

[АниКей]

07 декабря 2023, 10:10
https://inpushchino.ru/news/nauka/millimetron-sverhtochnyj-kosmicheskij-teleskop-novogo-pokolenija-sozdajut-v-podmoskove?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop&utm_referrer=https%3A%2F%2Fdzen.ru%2Fnews%2Fsearch%3Ftext%3D
«Миллиметрон»: сверхточный космический телескоп нового поколения создают в Подмосковье

Радиотелескоп «Миллиметрон» — самый амбициозный космический проект России, который планируют запустить в 2030 году.
Он будет расположен в точке космоса на удалении 1,5 миллиона километров от Земли и сможет изучать в миллиметровом диапазоне самые невероятные объекты Вселенной, например, черные дыры и кротовые норы, как в связке с наземными телескопами, образуя сеть, так и самостоятельно.
Главный элемент космической обсерватории — огромное зеркало — 96 пластин из углеродного волокна создают в подмосковном Пущине. Созданные рабочие прототипы пластин — результат более чем десятилетнего труда целого коллектива. В проект вложено порядка миллиарда рублей. В 2025 году готовы предоставить результат.
Об этом рассказал главный специалист отдела космических конструкций Физического института РАН Виктор Пышнов. Он придумал материал и технологию и переехал в Пущино десять лет назад, чтобы возглавить проект

«Точность поверхности панелей, которой мы добиваемся, несколько микрон, совершенно запредельная, никогда никто в мире еще такого не делал в классе композитных панелей. Это важно для получения четкого сигнала. Этого мы достигаем за счет использования астроситалловых матриц. Нам уже удалось добиться необходимой точности при нормальных климатических условиях. Но сейчас мы работаем над тем, чтобы та же точность сохранялась при воздействии условий космоса, где перепад температур несколько сотен градусов. Уникальная сверхточная матрица из астроситалла — самого стабильного вещества на Земле позволяет создавать необходимые точные композитные поверхности быстро и в большом количестве. Это позволяет снизить затраты на изготовление одного квадратного метра поверхности в десятки раз с 5 миллионов до 300 тыс. долларов»,
— рассказал Виктор Пышнов.

Панели обрабатывают на станках, запекают в печах, проверяют устойчивость к перепадам температур в специальной криогенной камере. Руководитель проекта уточнил, что успешный опыт создания сверхточных поверхностей может иметь значение не только научное, но и прикладное, например, в военной промышленности.

«Такие проекты продвигают не только фундаментальную науку, высокоточные системы наведения, обнаружения, связи немыслимы без точных поверхностей. Здесь наша технология подходит на 100 процентов. Материалы, которые не деформируются при отрицательных температурах, могут быть использованы при реализации смелых проектов в Арктике»,
— отметил Виктор Пышнов.
Ранее губернатор Московской области Андрей Воробьев отметил, что ученые в России очень востребованы и необходимо совместить их наработки с внедрением. Также глава региона обратил внимание, что в наукоградах Московской области сосредоточены авторитетные научные школы, исследовательские центры и предприятия с уникальной инфраструктурой.

[Al77]

Один из эпизодов программы Вести-Приволжье посвящен испытанию образцов главного зеркала космической обсерватории Миллиметрон, которые будут проводиться на уникальной установке Института прикладной физики РАН. Образцы предоставлены по инициативе Астрокосмического центра ФИАН.

Эти испытания позволят с высокой точностью определить отражательную способность поверхности зеркала в суб-терагерцовом частотном диапазоне при температуре жидкого гелия (минус 269 градусов Цельсия). Именно такой рабочий температурный режим будет поддерживаться криогенной машиной, установленной на будущем космическом спутнике.