Радиоастрон (Спектр-Р) – Зенит-3SLБФ/Фрегат-СБ – Байконур 45/1 – 18.07.11 06:31 ЛМВ

[raputor]

К.Б. пишет:
Приемное оборудование установлено.

Можно подробнее про технику? Какие диапазоны? Утверждена ли программа наблюдений?

[dr.Dreamaè]

Диапазоны и полосы те же, что и в Радиоастроне. Аппаратура сделана по проекту Радиоастрон и программа наблюдений то же Радиоастрона. Как на всех станциях работающих в проекте.

[raputor]

Если так, то это классно!!!
А почему kroton говорит , что нет приёмной аппаратуры?

[dr.Dreamaè]

Мне кажется он имеет в виду аппаратуру для приема научной информации от КА Радиоастрон. Этого нет.
Но. Калязин работает в проекте как наземный телескоп в сети интерферометра.

[Salo]

http://www.laspace.ru//rus/dva_goda_spectr_r.php

Спектр-Р

Международная орбитальная астрофизическая обсерватория проекта "Радиоастрон"
Заказчик: Федеральное космическое агентство
Головной исполнитель: НПО им С.А.Лавочкина
Разработчик комплекса научной аппаратуры:                          Астрокосмический центр ФИАН
         
          
Спектр-Р: два года на орбите
         


18 июля 2011 года с космодрома Байконур ракетой носителем «Зенит 2SБ» с разгонным блоком «Фрегат-СБ» был выведен на расчетную орбиту КА «Спектр-Р», который получил международное название космическая астрофизическая обсерватория «Радиоастрон». Об истоках, направлениях и результатах работы проекта вы узнаете в этой статье.

О проекте

Метод радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами, предложенный в 60-ых годах советскими учеными Матвеенко, Кардашевым и Шоломицким, позволил объединять в громадный интерферометр радиотелескопы планеты Земля.\

Радиоинтерферометрия - одновременное наблюдение источника земными радиотелескопами стоящими друг от друга на некотором расстоянии.

Рабочее угловое разрешение (возможность увидеть мельчайшие детали космических объектов) любого телескопа примерно равно длине волны наблюдения, поделенное на диаметр зеркала телескопа. Если несколько телескопов работают в режиме интерферометра, угловое разрешение будет равно длине волны наблюдения, поделенное на расстояние между телескопами. Синхронизация данных производится с помощью атомных генераторов. На этом же принципе работает и «Радиоастрон»». Несомненно, имея радиотелескоп в космосе, значительно улучшается доступное астрономам угловое разрешение.
Для проведения фундаментальных космических исследований на борту обсерватории установлен уникальный комплекс научной аппаратуры: космический радиотелескоп с раскрывающейся в космосе параболической антенной диаметром 10 метров и высокочувствительные приёмники радиоизлучения астрономических источников (разработаны в Австралии, Индии, США и России), система точного наведения радиотелескопа с помощью звёздных датчиков, радиокомплекс для передачи научных данных с высокой информативностью и высокостабильный водородный (разработан в России) и рубидиевый (разработан в Швейцарии) стандарты частоты для синхронизации работы космического и наземных радиотелескопов.



Также на борту установлены приборы для исследования солнечного ветра около Земли и ее магнитосферы («Плазма-Ф»), приборы для высокоточного определения орбиты обсерватории с помощью лазерной локации и аппаратура для мониторинга микрометеоритов в околоземном пространстве.
«Спектр-Р» является элементом наземно-космического интерферометра, вынесенным относительно наземных радиотелескопов на расстояние, ограниченное апогеем орбиты КА, которое составляет в настоящее время около 300 тыс. км. В качестве наземных элементов интерферометра используются крупнейшие радиотелескопы мира: 300-м Аресибо и 100-м ГБТ (США), 100-м Эффельсберг (Германия), интерферометр Вестерборк (Нидерланды), 70-м Евпатория (Украина), 64-м Усуда (Япония), 70-м Тидбинбилла (Австралия), Российская система «Квазар» и др. Выбранная вытянутая орбита КА «Спектр-Р» является сильно эволюционирующей, что позволяет в ходе полета вести наблюдение каждого объекта и различных участков небесной сферы в разных режимах для решения научных задач проекта.
Основными научными задачами проекта с использованием комплекса научной аппаратуры КРТ (Астрокосмический центр Физического института им. П.Н. Лебедева – АКЦ ФИАН) являются: исследование структуры и физических процессов ядер активных галактик и квазаров; определение ограничений на космологические параметры Вселенной; изучение процесса образования звезд и планетных систем по космическим мазерам; исследование микроквазаров, пульсаров и межзвездной среды.
Основные задачи в части плазменно-волнового эксперимента «Плазма-Ф» (Институт космических исследований – ИКИ РАН): мониторинг основных параметров межпланетной среды; исследование высокочастотной турбулентности межпланетной среды и магнитосферы Земли.
КА «Спектр-Р» создан специалистами нашего предприятия на базе космической платформы «Навигатор», успешно отработанной на КА «Электро-Л», запущенном в начале 2011 года. Также в НПО им. С.А. Лавочкина по заданию АКЦ ФИАН создана уникальная конструкция космического телескопа, составившая основу бортового научного комплекса.

Год успешной работы

Первое, с чего начинался полет «Спектра-Р» (как и любого космического аппарата), проведение летных испытаний. За это время специалисты центра управления полетом НПО им.С.А. Лавочкина, совместно с инженерами и учеными АКЦ ФИАН и ИКИ РАН провели проверку и тестирование бортового оборудования. Была подтверждена работоспособность бортовых систем служебного модуля космической платформы «Навигатор», отработаны режимы оптимального управления по ориентации обсерватории, выполнены сеансы по наведению космического радиотелескопа для работы в режиме радиометрии.



Ученые провели тестовые измерения радиоизлучения Луны, планеты Юпитер, облаков сверхэнергичных частиц – результатов взрыва звезды 300 лет назад в созвездии Кассиопея и в 1054 году в созвездии Тельца (Крабовидная туманность), а также областей мазерного радиоизлучения в районах образования новых звёзд и планетных систем W3(OH), в созвездии Кассиопея, и в созвездии Ориона. В наблюдениях участвовали радиотелескопы России (ИПА), Украины, Австралии, Англии, Германии, Испании Италии, Нидерландов, США, Японии и Индии. Результатом этой работы стало успешное завершение летных испытаний и старт ранней научной программы проекта, в которую входили наблюдения по трем основным направлениям: исследования ядер (центров) активных галактик, космических мазеров и пульсаров (нейтронных звезд).
Рекордной оценкой программы стало детектирование компактных деталей в центре далекой галактики OJ287 на проекции в 7 диаметров Земли. Следствием этого является разрешение на порядок лучше максимально достижимого с помощью наземных интерферометров на этой длине волны и в сотни раз лучше разрешающей силы космического телескопа им. Хаббла. Обзор центров активных галактик позволят понять природу релятивистских струй (струи плазмы, вырывающиеся из ядер активных галактик, квазаров и радиогалактик).

Приступая к науке: ранняя программа

17 сентября 2012 года был объявлен первый открытый конкурс приема научных заявок для наземно-космического интерферометра «РадиоАстрон» на период наблюдений июль 2013 - июнь 2014 гг. включительно.
Научную программу проекта поделили на три главных части: ранняя научная программа (РНП), ключевая научная программа (КНП) и общее наблюдательное время (ОНВ).
Ранняя научная программа успешно завершилась. Одним из важных результатов стало получение первого изображения (карты) квазара BL Lacerta 0716+714 — активной галактики, в центре которой находится сверхмассивная черная дыра, от которой выбрасываются струи горячего вещества — джеты. В анализе использовались данные, полученные в течение наблюдательного сеанса длительностью более 24 часов, в котором участвовало около десятка крупнейших наземных радиотелескопов.



(Подпись к иллюстрации: Изображение быстропеременного объекта типа BL Lacerta 0716+714, полученное по данным наблюдений РадиоАстрон совместно с Европейской РСДБ сетью на длине волны 6.2 см. Карта восстановлена с круговой диаграммой направленности размером 0.5 миллисекунды дуги. Контуры проведены по уровню равной интенсивности с возрастанием для каждого следующего в два раза, начиная с 0.25 мЯн/луч, пик — 0.43 Ян/луч.)
В числе космических рекордов радиоинтерферометра также стоит отметить успешно зарегистрированные объекты в созвездиях Жирафа, Рака, Гидры и др. на базах от 6 до 11 диаметров Земли в диапазонах 6 и 18 см. Для многих из этих объектов оценки яркостной температуры дают значения около 10 триллионов Кельвинов (10 в 13 степени), что превысило ожидаемые астрономами параметры. Это крайне важно для исследования физики излучения в ядрах галактик. Такие открытия могут в будущем заставить ученых пересмотреть свои представления о физике Вселенной.
В рамках ранней научной программы были проведены успешные наблюдения водяного мазера в созвездии Цефея. Этот объект находится на расстоянии 720 парсек от Солнца и содержит молодое скопление массивных звезд и протозвезд – так называемые «звездные ясли», в окрестностях которых образуется мазерное излучение (этот тип электромагнитного излучения обладает очень узким спектром и высокой интенсивностью, поэтому является удобным объектом для изучения). Сигнал был получен между космическим радиотелескопом и 40-м наземным радиотелескопом в Йебесе (Испания) в рамках интерферометрического сеанса. Проекция базы наземно-космического интерферометра составляла рекордное для наблюдений мазеров значение - около 3.5 диаметра Земли, что обеспечило угловое разрешение до 60 микросекунд дуги.
По словам специалистов Астрокосмического центра ФИАН (АКЦ ФИАН), итогом обзора ядер активных галактик, будет составление каталога галактик, изученных РадиоАстроном. Ранняя версия такого «атласа» уже сформирована в группе, проводящей обзор.

Ключевая научная программа

С середины 2013 года проект «РадиоАстрон» переходит на наблюдения в рамках открытого конкурса заявок. Любой научный коллектив в мире может участвовать в конкурсе. Ключевая научная программа направлена на области, в которых РадиоАстрон имеет наибольший научный результат и где есть потенциал на важные научные открытия.
По данным Астрокосмического центра ФИАН, тринадцать заявок от примерно 200 исследователей из 18 стран мира (Россия, США, Германия, Астралия, Италия, Нидерланды, Великобритания, Украина, Испания, Япония, Южная Корея, Южная Африка, Польша, Китай, Венгрия, Мексика, Индия, Греция) были получены в рамках объявленного открытого конкурса Ключевой Научной Программы РадиоАстрон на период времени июль 2013 г. – июнь 2014 г. Российские заявители представляют четыре института Российской академии наук (ФИАН, ИПА, ИКИ и ГАО Пулково) и два университета (МГУ и УрФУ).
Для максимально эффективного использования ресурсов космического телескопа, ученым рекомендовалось создать консорциумы для решения задач в рамках ключевой научной программы, и с этой целью миссия провела рабочее совещание в Бонне в декабре 2012 г. Полные заявки поданы к 8 февраля 2013 г. Суммарный запрос на наблюдательное время составил 1,8 тысяч часов. Научная экспертиза предложенных проектов была осуществлена международным научным советом экспертов РадиоАстрон и результаты утверждены руководителем проекта РадиоАстрон академиком Н. С. Кардашевым. Ниже приведен список семи программ, отобранных для наблюдений в рамках периода AO-1, в порядке приоритета, начиная с наивысшего.

Группа A:
– «Обзорядер активных галактик с наивысшим угловым разрешением», PI: Юрий Ковалев (АКЦ ФИАН, Россия)
– «Исследования пульсаров с РадиоАстрон», PI: Carl Gwinn (Университет Калифорнии в Санта Барбаре, США)

Группа B:
– «Структура ядер в близких галактиках с разрешением 3-500 радиусов Шварцшильда», PI: Tuomas Savolainen (Институт радиоастрономии общества Макса Планка, Германия)
– «Магнитные поля в джетах активных галактик», PI: James Anderson (Институт радио- астрономии общества Макса Планка, Германия)

Группа C:
– «Внутренняя структура и физика компактных джетов в активных галактиках», PI: Mane Perucho (Университет Валенсии, Испания)
– «Наблюдения радиотранзиентов при помощи наземно–космической интерферометрии» PI: Кирилл Соколовский (АКЦ ФИАН и ГАИШ МГУ, Россия)
– «Исследования водяных и гидроксильных мазеров с экстремальным угловым разрешением», PI: Андрей Соболев (Уральский Федеральный Университет, Россия).

Итоги

18 июля исполнится два года с момента запуска космического радиотелескопа «Спектр-Р» на орбиту. За это время специалистами НПО им. С.А. Лавочкина и смежными организациями, такими как Астрокосмический центр Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (АКЦ ФИАН), Институт космических исследований РАН, Европейское космическое агентство и многими другими, была проделана большая работа. Ученые не заставили себя ждать и поделились основными научными результатами амбициозного международного проекта «РадиоАстрон» на научно-технических советах в НПО им. С.А. Лавочкина.

Один из авторов идеи радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой, академик, директор АКЦ ФИАН Николай Семенович Кардашев: «Надо сказать, что впервые удалось построить телескоп, как единый физический инструмент: интерферометр с наземными радиотелескопами, размеры которого сопоставимы с расстоянием от Земли до Луны. Такой аппарат для изучения космоса никто, никогда еще не создавал. Он дает возможность, разглядеть и понять размеры далеких объектов вселенной и исследовать протекающие там процессы» – отметил ученый.

Доктор физико-математических наук, руководитель научной программы «РадиоАстрон» (АКЦ ФИАН) Юрий Юрьевич Ковалев. «Наблюдения с помощью КРТ - уникального инструмента для радиоастрономии, уже преподнесли ученым немало сюрпризов, – подчеркнул исследователь. – Ядра квазаров оказываются ярче, чем считалось ранее, и это требует переосмысления механизма излучения джетов в далеких галактиках. Межзвездная среда, которая по всем предсказаниям теоретиков до запуска РадиоАстрона в космос должна была привести к сильнейшему искажению, расплыванию и ослаблению излучения пульсаров, этого не делает. В результате, радиоастрономам удастся значительно улучшить теорию межзвездной среды и понимание структуры ее неоднородностей».

Говоря про формальные рекорды, он уточнил, что их уже сейчас достаточно много. «Первый успешный наземно-космический интерферометр на 92 и 1.3 см, первый водородный стандарт частоты российского производства успешно работают на орбите уже почти два года, достигнут абсолютный рекорд углового разрешения в мировой астрономии. Это ли не повод радоваться и ожидать новых открытий от ключевой научной программы проекта, которая стартует в июле 2013 года и включает в себя реализацию семи наиболее интересных задач по исследованию активных галактик, сверхмассивных черных дыр, пульсаров, мазеров, межзвездной среды, транзиентных объектов и вопросов гравитации?» – сказал Ю.Ю. Ковалев.

О результатах выполняемого на борту КРТ «Спектр-Р» плазменно-волнового эксперимента «Плазма-Ф», рассказал член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, заведующий отделом физики космической плазмы ИКИ РАН (Институт космических исследований) Анатолий Алексеевич Петрукович.



«Научные задачи эксперимента «Плазма-Ф» включали в себя мониторинг межпланетной среды и исследование вариаций солнечного ветра в диапазоне от суток до долей секунды с рекордно высоким временным разрешением в 30 мсек. (на один-два порядка лучше всех прежних российских и зарубежных экспериментов). Благодаря этому удалось обнаружить излом в частотном спектре турбулентности на частоте около 1 Гц. Этот излом предсказывался теоретически, но никогда еще не наблюдался. Также в эксперименте удалось впервые измерить толщину фронтов межпланетных ударных волн. Были обнаружены быстрые (в диапазоне нескольких секунд) и большие вариации содержания ионов гелия в солнечном ветре, что может свидетельствовать о весьма мелкой (менее 10 000 км) структуре («зернистости») солнечной короны в области зарождения солнечного ветра.»
На основе анализа первых результатов измерений в эксперименте «Плазма-Ф» на космическом аппарате «Спектр-Р» показано, что этот эксперимент успешно решает задачи мониторинга параметров межпланетной среды и магнитосферы Земли и исследования их турбулентности в секундном и субсекундном диапазонах.
В настоящее время ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина» готовит еще два перспективных проекта – Спектр-РГ и Спектр-УФ.
Орбитальная астрофизическая обсерватория «Спектр-РГ» предназначена для изучения Вселенной в гамма и рентгеновском спектральном диапазоне.
В состав аппарата входят два главных инструмента - российский рентгеновский телескоп ART-XC (головной разработчик ИКИ РАН), и создаваемый германскими учеными (институт внеземной физики общества имени Макса Планка) телескоп eROSITA.
КА «Спектр-УФ» или «Всемирная Космическая Обсерватория - Ультрафиолет» (ВКО-УФ) представляет собой проект крупного космического телескопа для работы в недоступном для наблюдений с земной поверхности ультрафиолетовом участке спектра.
Среди основных направлений, предлагаемых российским астрономическим сообществом, особо выделяются следующие исследования КА «Спектр-УФ»: физика ранней Вселенной; звездообразование, химическая эволюция галактик; аккреционные процессы в астрофизике; свойства межзвездной среды; физика звездных атмосфер, потеря массы, хромосферная активность; физика и химия планетных атмосфер и комет.
В качестве базового модуля служебных систем для этих обсерваторий, так же используется платформа «Навигатор».
Исследование вселенной орбитальным радиотелескопом «Спектр-Р» продолжается. Данные, получаемые космическим интерферометром, помогут ученым получить знания, которые, возможно, выведут наше воображение за рамки известных концепций о строении межзвездной среды, ее физических законах, способах трактовки и пределы их применения. Вероятно, что вскоре будет открыт доступ к новым закономерностям, а это, как известно, составляет основную задачу физической науки. И такие космические сенсации могут произойти уже сегодня.

[Палкин]

А были уже какие-либо публикации по Радиоастрону в зарубежных научных журналах?

[Salo]

http://link.springer.com/article/10.1134%2FS1063772913030025
http://arxiv.org/pdf/1303.5013v1.pdf

[Chilik]

Палкин пишет:
А были уже какие-либо публикации по Радиоастрону в зарубежных научных журналах?

Были в переводных версиях русских журналов. Несколько. Подрбнее на scholar.google.com , поиск по слову Радиоастрон или по любому другому.

[Space Alien]

2 года на орбите  !

[raputor]

Поздравляем команду!

Кстати, есть ли какая-либо информация по поводу планов совместной работы Калязинской  обсерватории , обсерватории в Медвежьих Озёрах и Радиоастрона? Будут ли проводиться "тройные" сеансы и по каким объектам?

[Палкин]

Поздравляю всех причастных! Начинается самое интересное...

[Lanista]

Даешь еще 5 раз по столько же!
Удачи проекту!

[Zelenyikot]

Попытался доступным языком рассказать, чем занимается Радиоастрон: http://zelenyikot.livejournal.com/7927.html

[Mikha]

Zelenyikot пишет:
Попытался доступным языком рассказать, чем занимается Радиоастрон: http://zelenyikot.livejournal.com/7927.html

Зашёл сюда, чтобы дать ссылку на Ваш пост на Хабре, а уже всё есть
Отличный пост, спасибо!

[Lanista]

"Что же узнали ученые, за время работы проекта «Радиоастрон»?
//
Во-первых, они узнали возможности своего аппарата, а во-вторых, узнали какие знания, в перспективе, способны обеспечить эти возможности."

Печально.
Выходит что за 2 года существования аппарата узнали то что должны были знать до его запуска

[Zelenyikot]

Lanista пишет:
Печально.
Выходит что за 2 года существования аппарата узнали то что должны были знать до его запуска

Что значит "должны были знать"? Должны ли были ученые знать теорию относительности до Эйнштейна,  а гравитации до Ньютона?

[Lanista]

Ну не надо, Радиоастрон вроде как не первый аппарат такого типа.

[Zelenyikot]

Lanista пишет:
Ну не надо, Радиоастрон вроде как не первый аппарат такого типа.

С такой базой и разрешением - первый.

[Stalky]

Zelenyikot пишет:
Попытался доступным языком рассказать, чем занимается Радиоастрон: http://zelenyikot.livejournal.com/7927.html

Отличная работа. Спасибо.
На Астрофоруме выкладывали?

PS Ага, есть, сам увидел ссылку на хабру.

[Salo]

http://tvroscosmos.ru/frm/vestidata/2013/vesti20_07_13_1.php
http://www.youtube.com/watch?v=UjC1cFrX9vY&feature=share&list=UUOcpUgXosMCIlOsreUfNFiA