МОСКВА, 29 июл - РИА Новости, Илья Ферапонтов. Российские астрономы создают новый космический телескоп "Лира-Б", который, как планируется, будет в 2015 году установлен на борту МКС. Этот инструмент будет сканировать небо и собирать данные для нового всеобъемлющего каталога, в который войдут около 300 миллионов звезд и других объектов, сообщил РИА Новости Михаил Прохоров, заведующий лабораторией космических проектов Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ (ГАИШ).
"Телескоп "Лира-Б" станет первым российским космическим инструментом, работающим в видимом диапазоне, и первым оптическим телескопом на борту МКС. Конечно, это не "Хаббл", но он решает собственные научные задачи - обзорные наблюдения - на хорошем мировом уровне", - сказал Прохоров.
Во времена СССР на орбите в течение шести лет (с 1983 года) работал астрофизический спутник "Астрон", на борту которого был ультрафиолетовый телескоп и рентгеновский спектрометр. С его помощью ученые наблюдали, в частности, сверхновую SN 1987A, вспыхнувшую в марте 1987 года, а также комету Галлея. Кроме того, на одном из модулей станции "Мир" - "Квант-1" - работал ультрафиолетовый телескоп "Глазар", созданный специалистами Бюраканской обсерватории.
С тех пор в России не осуществлялось крупных космических астрофизических проектов за исключением аппаратов для исследования Солнца серии "Коронас". В течение десятилетий масштабные проекты астрофизических аппаратов "Спектр" не двигались с места.
Однако теперь ситуация начинает меняться - в начале июля был успешно выведен на орбиту первый из "Спектров" - космический радиотелескоп "Спектр-Р", известный также как "Радиоастрон".
Ученые ГАИШ надеются, что их телескоп сможет стать достойным продолжением российской астрофизической программы.
Возить звезды на флешках
Комплекс "Лира-Б" будет состоять из телескопа с диаметром главного зеркала 0,5 метра и массой около 70 килограммов, который будет жестко закреплен на внешней поверхности Международной космической станции.
Размещение телескопа на МКС, вместо запуска его в качестве отдельного орбитального аппарата, значительно удешевляет миссию и дает возможность в случае необходимости провести ремонт и настройку прибора.
"Это достаточно простая доставка аппаратуры на борт - на грузовом корабле "Прогресс" - и установка ее за бортом станции силами экипажа. Во-вторых, возможность ремонта телескопа при серьезной поломке, также с помощью экипажа. Все это делает эксперимент на борту МКС менее дорогим и более надежным, чем на борту автономного спутника", - сказал Прохоров.
Длина телескопа составит 1,3 метра - его размеры определяются внутренними габаритами космической станции и корабля "Прогресс".
"Его надо выгрузить из "Прогресса", внести в МКС, пронести через все повороты, люки, потом вынести наружу через шлюз. Расчеты показали, что телескоп не может быть длиннее 1,3 метра, отдельно к нему будет прикрепляться бленда длиной чуть больше метра", - сказал Прохоров.
Зеркало телескопа будет сделано из карбида кремния, материала, который отличается высокой прочностью и устойчивостью к температурным деформациям.
Данные с телескопа будут передаваться внутрь станции через иллюминатор - лазерный луч будет идти от телескопа по оптоволокну, возле иллюминатора он будет расфокусироваться в пятно размером 1-2 сантиметра, а за стеклом попадать в объектив, который будет снова его фокусировать.
"Никаких дырок в МКС сверлить не понадобится. Скорость передачи информации через иллюминатор достигает гигабита в секунду - этого хватит с избытком. Нам выделили один иллюминатор в российском научном модуле "Звезда", - сказал собеседник агентства.
Размещение телескопа на станции решает и проблему, связанную с передачей информации на Землю.
По словам Прохорова, поток информации с телескопа будет превышать 300 мегабит в секунду. Передавать такой поток информации на Землю можно, но для этого передатчик должен постоянно находиться в прямой видимости приемной антенны, что крайне сложно обеспечить - приемные антенны должны быть размещены по всему земному шару.
"Поэтому для передачи информации был выбран другой путь - данные будут записываться на внешние носители, скорее всего, это будут модули flash-памяти, а затем, вместе с возвращающимся экипажем, доставляться на Землю", - сказал ученый.
Телескопом будет управлять специализированный компьютер с Unix-подобной операционной системой QNX.
Борьба с тряской в космосе
Однако у МКС, как у базы для обсерватории, есть и недостатки. Наиболее существенный из них - постоянные фоновые вибрации, возникающие от перемещения космонавтов во время физических упражнений, от работы вентиляции и перекачки воды и топлива.
Именно поэтому на МКС до сих пор не было астрономических приборов, работающих в "классической" видимой области спектра и требующих точного наведения на объект.
В телескопе "Лиры" система стабилизации изображения, компенсирующая вибрации, была предусмотрена с самого начала. Вокруг главной ПЗС-матрицы телескопа будут установлены несколько дополнительных, которые десять раз в секунду делают фотографии, с помощью чего фиксируются расхождения между ожидаемыми и реальными координатами звезд. На основе этих данных электроника выдает сигналы для узла крепления приемника излучения, который может компенсировать вибрацию.
Инвентаризация звезд
Главной задачей аппарата будут обзорные наблюдения - сбор информации о большом количестве звезд и других объектах на небосводе. Результатом работы телескопа станет новый высокоточный фотометрический каталог, который послужит путеводной нитью для индивидуальных наблюдений.
"Обзоры проводятся нечасто, длятся они достаточно долго, а астрономические открытия в ходе их проведения совершаются гораздо реже, чем при исследовании индивидуальных объектов. Однако превратить большое количество индивидуальных наблюдений в один обзор нельзя, тут дело в систематических ошибках", - сказал Прохоров.
Он отметил, что для создания обзора важно провести наблюдения больших участков неба в одинаковых условиях и с помощью одного и того же инструмента. Только в этом случае можно получить набор однородных данных, пригодных для дальнейших исследований.
На сегодня самым точным фотометрическим каталогом является каталог, составленный с помощью европейского спутника Hipparcos, работавшего с 1989 по 1993 год. Его задачей было очень точное измерение координат примерно 120 тысяч ярких звезд. Из-за сбоя при запуске спутник не вышел на запланированную орбиту и поэтому провел измерения с худшей точностью, но полученный им каталог остается лучшим.
Однако сейчас к этому каталогу предъявляют много претензий: он содержит только яркие звезды, измерения в эксперименте проводились в малом числе спектральных полос.
По словам Прохорова, сейчас астрономы нуждаются в новом каталоге, который содержал бы точные данные о яркости звезд всего неба до 16-17-й звездной величины - невооруженным глазом на небе можно увидеть звезды не слабее шестой звездной величины. Такой каталог позволил бы провести исследования практически во всех направлениях звездной астрономии и во многих направлениях астрофизики. В частности, с его помощью можно было бы обнаружить множество необычных объектов - от близких бурых карликов до черных дыр.
Именно задача создания такого каталога поставлена перед экспериментом "Лира".
Телескоп будет жестко закреплен на поверхности станции. За счет движения станции по орбите - МКС, как Луна, всегда повернута к Земле одной стороной - телескоп за один виток будет сканировать полосу шириной в 1 градус.
"За пять лет наблюдений инструмент просканирует каждый участок неба в среднем по 100 раз", - сказал Прохоров.
По его словам, ученые получат очень точные измерения блеска звезд в разных спектральных полосах, что позволит уточнять измерения, сделанные на других телескопах. Данные с "Лиры" помогут уточнить закономерности эволюции звезд, с его помощью можно будет обнаруживать слабые колебания яркости звезд на уровне долей процента, звезды с аномалиями в химическом составе.
Кроме того, астрономы смогут получить трехмерную карту Галактики в окрестностях Солнца.
"Измерения в ультрафиолетовом диапазоне позволяют измерить поглощение света до звезды. А это сразу дает расстояние до нее, поскольку карта поглощения по радиоастрономическим измерениям мы знаем. То есть мы сможем определить расстояния и построить трехмерную картину примерно на одной десятой галактики вокруг Солнца - на расстояниях несколько тысяч световых лет", - сказал Прохоров.
Российские астрономы выходят в космос
В создании телескопа "Лира" помимо ГАИШ участвуют Петербургский университет механики и оптики (основной изготовитель научной аппаратуры), РКК "Энергия" как организация, эксплуатирующая МКС, а также ЦНИИмаш (Центральный НИИ Машиностроения) - главная организация-эксперт Роскосмоса.
"Решение о возможности полномасштабного финансирования и реализации проекта "Лира-Б" в ближайшее время будет обсуждаться Роскосмосом, "Энергией" и ЦНИИмаш. У астрономов ГАИШ вызывает уважение позиция гендиректора ЦНИИмаша Геннадия Райкунова, который считает проведение астрофизических экспериментов на борту МКС важной составляющей научной программы станции", - сказал РИА Новости замдиректора ГАИШ Сергей Ламзин.
"Сотрудничество ГАИШ и ЦНИИмаш имеет давнюю историю, и руководство ГАИШ надеется, что оно будет продолжено", - добавил он.
Работа над проектом "Лира" началась в 2007 году. ГАИШ в нем играет роль научного постановщика эксперимента. К настоящему моменту уже завершен эскизный проект инструмента.
Следующий этап - разработка рабочих чертежей, после этого будет делаться экземпляр инструмента для испытаний, после этого - летный экземпляр.
По оценкам, сделанным на стадии эскизного проектирования, стоимость изготовления аппарата составляет около 800 миллионов рублей на пять лет. В эту сумму входит и доставка, и работа по установке телескопа.
"Стоимость работы космонавтов за бортом МКС составляет около 1 миллиона рублей в час", - сказал Прохоров.
Он добавил, что ученые подали заявку на возможность частичного финансирования за счет средств бюджета МГУ, и она сейчас рассматривается.
Данные "Лиры" помогут дополнить информацию с европейского астрометрического спутника Gaia, запуск которого планируется на 2013 год.
По словам Прохорова, этот европейский проект "урезали" - высокая точность определения координат осталась, но качество определения спектральных характеристик звезд было значительно ухудшено.
"Естественно возникает мысль объединить астрометрию Gaia и фотометрию "Лиры" в единый "супер-каталог". И это обязательно надо сделать", - заключил ученый.
