تلسكوب فريد. المرصد المداري "Spektr-RG"
تجدر الإشارة إلى أن Spektr-RG هو بالفعل الجهاز العلمي الثاني من سلسلة Spektr. تم إطلاق أول مركبة فضائية روسية Spektr-R (Radioastron) بنجاح في المدار في 18 يوليو 2011 ؛ انتهت دورة حياتها في يناير 2019. المركبة الفضائية الثالثة والرابعة من سلسلة Spektr قيد التطوير حاليًا. هذه هي التلسكوبات الفضائية الجديدة Spektr-UF (Ultraviolet) و Spektr-M (Millimetron) ، والتي تقوم شركة Roscosmos بتطويرها بالتعاون الوثيق مع دول أخرى. لن يتم إطلاق هذين التلسكوبين قبل عام 2025 ، بينما يعلق المجتمع العلمي الدولي آمالًا كبيرة عليهما ، نظرًا لأن كلا المشروعين فريدان ، مما يفتح فرصًا جديدة لاستكشاف الفضاء. من المتوقع أن تساعد الأجهزة في الإجابة على العديد من أسئلة الفيزياء الفلكية وعلم الكونيات.
مشروع "Spectrum-RG"
أكثر من 30 عامًا مرت من الفكرة إلى تنفيذ المشروع. تم تطوير مفهوم مركبة فضائية جديدة للأغراض العلمية في عام 1987. عمل ممثلو الاتحاد السوفياتي وجمهورية ألمانيا الديمقراطية وفنلندا وإيطاليا وبريطانيا العظمى معًا على إنشاء مرصد فيزيائي فلكي. تم تصميم الجهاز في عام 1988. عُهد بهذه العملية إلى مهندسي المنظمة غير الربحية المسماة على اسم S. A. Lavochkin ، وقد تم تنسيق العمل في المشروع من قبل معهد أبحاث الفضاء التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.
أدى الانهيار اللاحق لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، والمشاكل في الصناعة والاقتصاد في أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات ، والنقص المزمن في تمويل العمل إلى تأخير خطير في إعداد مرصد Spektr-RG. تأخر المشروع عندما ظهر التمويل ، ظهرت صعوبات جديدة. خلال هذا الوقت ، تم تحديث ملء الجهاز ومعداته بالكامل عدة مرات ، والتقنيات ، كما تعلم ، لا تزال ثابتة. تغير تكوين المشاركين في المشروع أيضًا ، في النهاية ، بالإضافة إلى روسيا ، ظلت ألمانيا في المشروع. تم توقيع الاتفاقية بين وكالة الفضاء الفيدرالية ممثلة بـ Roskosmos والمركز الألماني للفضاء (DLR) في عام 1980 كجزء من صالون MAKS-1990 الدولي للطيران والفضاء. كما تغير تكوين المهام العلمية التي تم حلها بواسطة الجهاز ، حيث لم يعد بعضها موضع اهتمام الباحثين. نتيجة لذلك ، تم تشكيل الشكل النهائي للمركبة الفضائية بالشكل الذي تم إطلاقها فيه إلى الفضاء قبل بضع سنوات فقط ، كما استغرقت عملية تنسيقها بعض الوقت. في الوقت نفسه ، واجه شركاؤنا الألمان أيضًا صعوبات في عملية إنتاج الجهاز.
في شكله المنفذ ، تم تصميم مرصد الفيزياء الفلكية المداري الجديد Spektr-RG (Spektr-Rengten-Gamma) لتجميع خريطة كاملة للكون في نطاق الأشعة السينية للطيف. وتجدر الإشارة إلى أن هذا هو الأول في الداخل قصص تلسكوب (مع مراعاة الحقبة السوفيتية) مزود ببصريات مائلة. على مدى السنوات الخمس المقبلة على الأقل ، سيصبح مرصد Spektr-RG المشروع الفلكي الوحيد للأشعة السينية في العالم. وفقًا لـ Roscosmos ، فإن مسح السماء بأكملها بواسطة المرصد المداري الحديث Spektr-RG سيكون خطوة جديدة في علم فلك الأشعة السينية ، الذي بدأ في التطور بنشاط منذ 55 عامًا.
الأدوار في مشروع Spektr-RG مقسمة على النحو التالي. القمر الصناعي (منصة Navigator) - تطوير روسي ، إطلاق من Baikonur - روسي (صاروخ Proton-M) ، تلسكوب رئيسي - eROSITA ألماني ، إضافي ، مصاحب - ART-XC الروسي. كلا التلسكوبين المرآتين ، اللذان يعملان على مبدأ بصريات الأشعة السينية ذات السقوط المائل ، هما تطوران فريدان تم تصميمهما لتكملة بعضهما البعض ، مما يوفر للمرصد رؤية كاملة للسماء المرصعة بالنجوم مع سجل ، لم يسبق استخدامه من قبل.
المرصد المداري "Spektr-RG"
يتكون تلسكوب الأشعة السينية الفريد ، الذي تم إطلاقه في الفضاء في 13 يوليو ، من عدة كتل رئيسية. يشتمل المرصد المداري Spektr-RG على وحدة أساسية لأنظمة الخدمة ، والتي طورها مهندسون من منظمة NPO الروسية التي سميت باسم V.I. لافوشكين. تم تطوير هذه الوحدة من قبلهم على أساس وحدة الخدمة متعددة الأغراض Navigator ، والتي ظهرت بالفعل بنجاح في عدد من برامج الفضاء. بالإضافة إلى الوحدة الأساسية ، يشتمل المرصد المداري على مجموعة من المعدات العلمية ، وأساس المجمع عبارة عن تلسكوبين للأشعة السينية. وفقًا للموقع الرسمي لشركة Roscosmos ، فإن الكتلة الإجمالية للمركبة الفضائية التي تعمل بالوقود Spektr-RG هي 2712,5 كجم ، وكتلة الحمولة 1210 كجم ، والطاقة الكهربائية للمرصد 1805 واط ، ومعدل نقل البيانات (المعلومات العلمية) هو 512 كيلوبت في الثانية ، ومدة العمل العلمي النشط 6,5 سنوات.
المعدات الرئيسية للمرصد المداري ، والتي هي الآن في طريقها إلى نقطة L2 Lagrange ، هي تلسكوبات فريدة من نوعها للأشعة السينية تم إنشاؤها بواسطة مصممين ألمان وروس. يعمل كلا المقرابين على مبدأ بصريات الأشعة السينية ذات الورود المائل. كما لوحظ في روسكوزموس ، تمتلك فوتونات الأشعة السينية طاقة عالية جدًا. لكي تنعكس الفوتونات على سطح المرآة ، يجب أن تضربها بزاوية صغيرة جدًا. لهذا السبب ، فإن مرايا الأشعة السينية المستخدمة في تلسكوبات المرصد المداري Spektr-RG تكون مستطيلة بشكل خاص ، ومن أجل زيادة عدد الفوتونات المسجلة ، يتم دمج المرايا في بعضها البعض ، والحصول على نظام يتكون من عدة اصداف. تم الإبلاغ عن أن كل من تلسكوبات الأشعة السينية الألمانية والروسية تتكون من سبع وحدات مع أجهزة الكشف عن الأشعة السينية.
كان تصميم وتصنيع التلسكوب الروسي للأشعة السينية ، المعين ART-XC ، من مسؤولية المهندسين من معهد أبحاث الفضاء التابع لأكاديمية العلوم الروسية ، الذين عملوا بشكل وثيق مع المركز النووي الفيدرالي الروسي في ساروف. يوسع تلسكوب ART-XC للأشعة السينية الذي ابتكره علماء روس قدرات ومدى طاقة التشغيل لتلسكوب eROSITA المُجمَّع في ألمانيا نحو طاقات أعلى (حتى 30 كيلوفولت). تتداخل نطاقات الطاقة لتلسكوبات الأشعة السينية المثبتة على متن المركبة الفضائية Spektr-RG ، مما يوفر للمعدات العلمية ميزة من حيث زيادة موثوقية نتائج البحث ومعايرة المعدات في المدار.
كان المهندسون من معهد الفيزياء خارج كوكب الأرض التابع لجمعية ماكس بلانك مسؤولين عن إنشاء وإنتاج تلسكوب الأشعة السينية الألماني ، المسمى eROSITA. كما هو مذكور على الموقع الرسمي لـ Roscosmos ، ستسمح أداة علمية تم إنشاؤها في ألمانيا لأول مرة في التاريخ بمسح السماء المرصعة بالنجوم بأكملها في نطاق الطاقة من 0,5 إلى 10 كيلو فولت. في الوقت نفسه ، يشير الخبراء إلى أن التلسكوب الألماني الصنع أكثر "عيونًا كبيرة" ، ومجال الرؤية الكامل ودقة الزاوية أعلى من تلك الموجودة في التلسكوب الروسي ART-XC. في الوقت نفسه ، يعد eROSITA أدنى من التلسكوب الروسي من حيث نطاق الطاقة. هذا هو السبب في أن تلسكوبين الأشعة السينية على متن المركبة الفضائية Spektr-RG يكملان بعضهما البعض ويكونان مسؤولين عن حل المشكلات المختلفة.
برنامج الرحلة وأهميته العلمية
يفترض برنامج البحث العلمي أن المركبة الفضائية الجديدة Spektr-RG ستُستخدم لإجراء عمليات رصد فيزيائية فلكية مختلفة لمدة 6,5 سنوات وستساعد العلماء في الإجابة على العديد من الأسئلة في مجال الفيزياء الفلكية وعلم الكونيات. لمدة أربع سنوات ، سيعمل المرصد في وضع مسح السماء المرصعة بالنجوم ، السنوات الـ 2,5 المتبقية - في وضع المراقبة النقطية للأجسام الفضائية المختلفة في وضع التثبيت ثلاثي المحاور استنادًا إلى التطبيقات الواردة من المجتمع العلمي العالمي. من المفترض أن تراقب كلاً من الأجسام الفضائية الفردية التي تهم العلماء ، ومناطق مختارة من الكرة السماوية. بما في ذلك طاقة الأشعة السينية الصلبة تصل إلى 30 كيلو فولت ، وذلك بفضل تلسكوب الأشعة السينية الروسي. 100 يوم أخرى (حوالي ثلاثة أشهر) ستأخذ رحلة التلسكوب الفضائي من الأرض إلى نقطة لاغرانج L2 وأول اختبار لرصد الأجرام السماوية.
ليس من قبيل الصدفة أن يتم إطلاق المركبة الفضائية في المدار عند النقطة L2 على مسافة حوالي 1,5 مليون كيلومتر من الأرض. تعتبر هذه النقطة هي الأنسب لإجراء المسوحات فوق السماء بأكملها. وفقًا للخبراء ، بالدوران حول محوره (يتوافق تقريبًا مع اتجاه الشمس) ، سيكون المرصد الفضائي قادرًا على إكمال مسح كامل للكرة السماوية في غضون ستة أشهر ، بينما لن تكون الشمس في مجال رؤيتها. لمدة أربع سنوات من التشغيل ، سيكون الجهاز العلمي قادرًا على إجراء 8 مسوحات للسماء بأكملها في وقت واحد ، مما سيسمح للعلماء بالحصول على الكثير من المعلومات الفيزيائية الفلكية الجديدة. في الوقت نفسه ، بسبب المناورات التصحيحية ، يجب حل مهمة معقدة نوعًا ما ، والتي تتمثل في الحفاظ على المركبة الفضائية في المدار عند نقطة معينة.
من المعروف أن جميع البيانات من التلسكوب الروسي ART-XC ستكون مملوكة بالكامل لروسيا ، وسيتم تقسيم البيانات من تلسكوب eROSITA إلى النصف بين روسيا وألمانيا. مهما بدا الأمر سخيفًا ، فقد تقرر تقسيم السماء إلى قسمين. جميع البيانات الموجودة على نصف السماء لمدة 4 سنوات من البحث ، عندما يقوم التلسكوب بمسح الكون ، ستنتمي إلى روسيا ، وفي النصف الآخر من السماء - إلى ألمانيا. في المستقبل ، ستقرر البلدان نفسها فيما بينها كيفية التخلص من البيانات الواردة ، وكيفية مشاركة المعلومات مع البلدان الأخرى وإلى أي مدى.
تتمثل المهمة الرئيسية لجهاز Spektr-RG في تجميع "خريطة" مفصلة للكون في طيف الأشعة السينية مع نوى المجرات النشطة والعناقيد الكبيرة من المجرات. يأمل العلماء أن يساعد المرصد على مدار 6,5 عام من العمل العلمي النشط ، على اكتشاف مئات الآلاف من النجوم ذات الهالة النشطة ، وعشرات الآلاف من المجرات المكونة للنجوم وحوالي ثلاثة ملايين من الثقوب السوداء الهائلة ، بالإضافة إلى عدد ضخم من الأشياء الأخرى ، فإن توسيع معرفتنا بالكون بشكل كبير.سيساعد على فهم عمليات تطوره بشكل أفضل. من المفترض أيضًا أن المركبة الفضائية الجديدة ستساعد في إجراء البحوث حول خصائص البلازما بين النجوم الساخنة. عمل المرصد له أهمية كبيرة لجميع العلوم الدولية. في الواقع ، تتيح المركبة الفضائية الجديدة الحصول على بيانات حول جميع الأجسام الفلكية المعروفة للعلم.
إن الخريطة الواسعة النطاق لكوننا ، والتي لم يمتلكها العلماء بعد ، تشبه السفر عبر الزمن ، والتي ستساعد في الإجابة على عدد كبير من الأسئلة. أحد أهم الأسئلة التي سيساعد تلسكوب Spektr-RG البشرية في الإجابة عنها هو السؤال عن كيفية تطور مجموعات المجرات خلال فترة وجود الكون بأكمله.
- يوفيريف سيرجي
- roscosmos.ru
معلومات