Le 13 juillet 2019, un lancement historique pour la cosmonautique nationale a eu lieu depuis le cosmodrome de Baïkonour. L'observatoire orbital unique "Spektr-RG" s'est mis à labourer les étendues infinies de l'espace, son vol dure depuis près de cinq jours. Le télescope unique a été lancé dans l'espace par la fusée porteuse lourde russe "Proton-M" avec l'étage supérieur DM-03. Deux heures après le lancement, l'observatoire orbital Spektor-RG s'est séparé avec succès de l'étage supérieur. Il est prévu que le nouveau télescope à rayons X occupera le voisinage du point L2 de Lagrange après environ 100 jours de vol, après quoi il pourra commencer à observer l'Univers.
A noter que le « Spectrum-RG » est déjà le deuxième appareil scientifique de la série « Spectrum ». Le premier vaisseau spatial russe Spektr-R (Radioastron) a été lancé avec succès en orbite le 18 juillet 2011, son cycle de vie s'est terminé en janvier 2019. Les troisième et quatrième engins spatiaux de la série Spectrum sont actuellement en cours de développement. Il s'agit des nouveaux télescopes spatiaux Spektr-UF (Ultraviolet) et Spektr-M (Millimetron), qui sont développés par Roskosmos en étroite coopération avec d'autres États. Le lancement de ces deux télescopes aura lieu au plus tôt en 2025, alors que la communauté scientifique internationale fonde sur eux de grands espoirs, car les deux projets sont uniques, ouvrant de nouvelles possibilités pour l'étude de l'espace. Les appareils devraient aider à répondre à de nombreuses questions en astrophysique et en cosmologie.
Projet "Spectre-RG"
Plus de 30 ans se sont écoulés de l'idée à la réalisation du projet. Le concept d'un nouveau vaisseau spatial scientifique a été développé en 1987. Des représentants de l'Union soviétique, de l'Allemagne de l'Est, de la Finlande, de l'Italie et de la Grande-Bretagne ont travaillé ensemble pour créer un observatoire astrophysique. La conception de l'appareil a commencé en 1988. Ce processus a été confié aux ingénieurs de l'Association scientifique et de production Lavochkin, et l'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de l'URSS a participé à la coordination des travaux du projet.
L'effondrement ultérieur de l'URSS, les problèmes industriels et économiques de la fin des années 1980 et du début des années 1990, et le sous-financement chronique des travaux ont sérieusement retardé la préparation de l'observatoire Spektr-RG. Le projet a pris du retard, lorsque le financement est apparu, de nouvelles difficultés sont apparues. Pendant ce temps, le remplissage et la composition de l'équipement de l'appareil ont été complètement mis à jour à plusieurs reprises, les technologies, comme vous le savez, ne restent pas immobiles. La composition des participants au projet a également changé, à la fin, en plus de la Russie, l'Allemagne est restée dans le projet. L'accord entre l'Agence spatiale fédérale représentée par Roscosmos et le Centre aérospatial allemand (DLR) a été signé en 2009 dans le cadre du salon international de l'aviation et de l'espace MAKS-2009. La composition des tâches scientifiques résolues par l'appareil a également changé, puisque certaines d'entre elles n'intéressaient plus les chercheurs. En conséquence, l'apparence finale du vaisseau spatial sous la forme sous laquelle il a été lancé dans l'espace n'a été formée qu'il y a quelques années, et le processus de sa coordination a également pris un certain temps. Dans le même temps, nos partenaires allemands ont également rencontré des difficultés dans le processus de production de l'appareil.
Sous sa forme complétée, le nouvel observatoire astrophysique orbital "Spectrum-RG" ("Spectrum-Rengten-Gamma") est destiné à dresser une carte complète de l'Univers dans la gamme des rayons X du spectre. A noter qu'il s'agit du premier télescope de l'histoire de la Russie (compte tenu de la période soviétique) équipé d'une optique à incidence oblique. Pendant au moins les cinq prochaines années, l'observatoire Spektr-RG deviendra le seul projet d'astronomie à rayons X au monde. Comme indiqué à Roskosmos, l'étude de l'ensemble du ciel par l'observatoire orbital moderne "Spektr-RG" constituera une nouvelle étape dans l'astronomie aux rayons X, qui a commencé à se développer activement il y a 55 ans.
Les rôles dans le projet Spektr-RG sont répartis comme suit. Le satellite (plate-forme Navigator) est un développement russe, le lancement de Baïkonour est russe (fusée Proton-M), le télescope principal est l'allemand eROSITA, le télescope supplémentaire qui l'accompagne est le russe ART-XC. Les deux télescopes à miroir, fonctionnant sur le principe de l'optique à rayons X à incidence oblique, sont des développements uniques conçus pour se compléter, offrant à l'observatoire la possibilité d'une vue complète du ciel étoilé avec une sensibilité record jamais utilisée auparavant.
Observatoire orbital "Spektr-RG"
Le télescope à rayons X unique, lancé le 13 juillet, se compose de plusieurs unités principales. L'observatoire orbital Spektr-RG comprend un module de base de systèmes de service, dont le développement était sous la responsabilité des ingénieurs du NPO russe. Lavochkine. Ce module a été développé par eux sur la base du module de service polyvalent "Navigator", qui s'était déjà montré avec succès dans un certain nombre de programmes spatiaux. En plus du module de base, l'observatoire orbital comprend un complexe d'équipements scientifiques, la base du complexe est constituée de deux télescopes à rayons X. Selon le site officiel de la société Roscosmos, la masse totale du vaisseau spatial Spektr-RG alimenté est de 2712,5 kg, la charge utile est de 1210 kg, la puissance électrique de l'observatoire est de 1805 W, le taux de transfert de données (informations scientifiques) est de 512 Kbit / s, période de travail scientifique actif - 6, 5 ans.
Les principaux équipements de l'observatoire orbital, qui se dirige maintenant vers le point L2 de Lagrange, sont des télescopes à miroirs à rayons X uniques créés par des concepteurs allemands et russes. Les deux télescopes fonctionnent sur le principe de l'optique à rayons X à incidence oblique. Comme indiqué dans Roskosmos, les photons de rayons X ont une énergie très élevée. Pour rebondir sur une surface spéculaire, les photons doivent la frapper à un très petit angle. Pour cette raison, les miroirs à rayons X utilisés dans les télescopes de l'observatoire orbital Spektr-RG sont spécialement allongés, et afin d'augmenter le nombre de photons enregistrés, les miroirs sont insérés les uns dans les autres, résultant en un système composé de plusieurs coquilles. Les télescopes à rayons X allemand et russe seraient constitués de sept modules avec des détecteurs de rayons X.
Pour la création et la production du télescope à rayons X russe, qui a reçu la désignation ART-XC, les ingénieurs de l'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie, qui ont travaillé en étroite coopération avec le Centre nucléaire fédéral russe situé à Sarov, étaient responsables. Le télescope à rayons X ART-XC créé par des scientifiques russes étend les capacités et la plage d'énergie de fonctionnement du télescope d'assemblage allemand eROSITA vers des énergies plus élevées (jusqu'à 30 keV). Les gammes d'énergie des deux télescopes à rayons X installés à bord de la sonde Spektr-RG se chevauchent, ce qui confère aux équipements scientifiques un avantage en termes d'augmentation de la fiabilité des résultats de recherche et d'étalonnage des équipements en orbite.
Les ingénieurs de l'Institut Max Planck de physique extraterrestre étaient responsables de la création et de la production du télescope à rayons X allemand, appelé eROSITA. Comme indiqué sur le site officiel de Roskosmos, un dispositif scientifique créé en Allemagne permettra pour la première fois dans l'histoire de sonder l'ensemble du ciel étoilé dans la gamme d'énergie de 0,5 à 10 keV. Dans le même temps, les experts notent que le télescope produit en Allemagne est plus « aux grands yeux », son champ de vision complet et sa résolution angulaire sont supérieurs à ceux du télescope russe ART-XC. Dans le même temps, eROSITA est inférieur au télescope russe en termes de gamme d'énergie. C'est pourquoi les deux télescopes à rayons X à bord du vaisseau spatial Spektr-RG se complètent et sont chargés de résoudre divers problèmes.
Programme de vol et importance scientifique
Le programme de recherche scientifique suppose que le nouveau vaisseau spatial Spektr-RG sera utilisé pour diverses observations astrophysiques pendant 6, 5 ans et aidera les scientifiques à répondre à de nombreuses questions dans le domaine de l'astrophysique et de la cosmologie. Pendant quatre ans, l'observatoire fonctionnera en mode de balayage du ciel étoilé, les 2,5 ans restants - en mode d'observation ponctuelle de divers objets spatiaux en mode de stabilisation triaxiale sur la base des candidatures reçues de la communauté scientifique mondiale. Il est prévu d'observer à la fois des objets spatiaux individuels présentant un intérêt pour les scientifiques et des zones sélectionnées de la sphère céleste. Y compris dans la gamme des rayons X à énergie dure jusqu'à 30 keV, grâce au télescope à rayons X russe. Encore 100 jours (environ trois mois) prendront le vol du télescope spatial de la Terre au point L2 de Lagrange et les premières observations de test des corps célestes.
Le vaisseau spatial n'est pas accidentellement lancé en orbite au point L2 à une distance d'environ 1,5 million de kilomètres de la Terre. Ce point est considéré comme le plus approprié pour arpenter tout le ciel. Comme le notent les experts, tournant autour de son axe (correspond approximativement à la direction du Soleil), l'observatoire spatial pourra réaliser un relevé complet de la sphère céleste en six mois, alors que le Soleil ne sera pas dans son champ de vision.. En quatre ans de fonctionnement, l'appareil scientifique sera capable d'effectuer 8 relevés de l'ensemble du ciel à la fois, ce qui permettra aux scientifiques d'obtenir de nombreuses nouvelles informations astrophysiques. Parallèlement, du fait de manœuvres correctives, il faudra résoudre un problème assez complexe, qui consiste à maintenir l'engin spatial en orbite en un point donné.
On sait que toutes les données du télescope russe ART-XC appartiendront entièrement à la Russie, et les données du télescope eROSITA sont divisées en deux entre la Russie et l'Allemagne. Aussi drôle que cela puisse paraître, il a été décidé de diviser le ciel en deux parties. Toutes les données sur une moitié du ciel pendant 4 ans de recherche, lorsque le télescope scrutera l'Univers, appartiendront à la Russie, et sur l'autre moitié du ciel - à l'Allemagne. À l'avenir, les pays eux-mêmes décideront entre eux de la manière de disposer des données reçues, de la manière de partager les informations avec d'autres pays et dans quelle mesure.
La mission principale de l'appareil Spektr-RG est de dresser une "carte" détaillée de l'Univers dans le spectre des rayons X avec les noyaux des galaxies actives et les grands amas de galaxies. Les scientifiques espèrent qu'en 6, 5 ans de travail scientifique actif de l'observatoire, il aidera l'humanité à découvrir des centaines de milliers d'étoiles avec une couronne active, des dizaines de milliers de galaxies stellaires et environ trois millions de trous noirs supermassifs, ainsi qu'un grand nombre d'autres objets, élargissant considérablement notre connaissance de l'Univers, aidera à mieux comprendre les processus de son évolution. On s'attend également à ce que le nouveau vaisseau spatial aide à rechercher les propriétés du plasma interstellaire chaud. Les travaux de l'observatoire sont d'un grand intérêt pour toute la science internationale. En effet, le nouveau vaisseau spatial permet d'obtenir des données sur tous les objets astronomiques connus de la science.
Une carte à grande échelle de notre univers que les scientifiques n'ont pas encore eue s'apparente à un voyage dans le temps, qui permettra de répondre à un grand nombre de questions. L'une des questions les plus importantes, à laquelle le télescope Spectr-RG aidera l'humanité à répondre, est la question de savoir comment l'évolution des amas de galaxies s'est déroulée pendant toute l'existence de notre Univers.
