Радиоастрон

В проекте «Радиоастрон» реализована идея интерферометра со сверхдлинной базой (РСДБ), впервые сформулированная Н.С. Кардашевым еще в 1960-х годах. Согласно этому принципу, космический радиотелескоп используется совместно с глобальной наземной сетью радиотелескопов, образуя разнесенную в пространстве систему антенн — радиоинтерферометр, позволяющий добиться беспрецедентно высокого углового разрешения при наблюдении космических объектов.

Задача проекта «Радиоастрон» — проведение исследований различных типов объектов Вселенной с рекордно высоким угловым разрешением в сантиметровом и дециметровом диапазонах длин волн. Такое разрешение достигается с помощью космического радиотелескопа диаметром 10 метров на борту космического аппарата Спектр-Р, работающего совместно с крупнейшими наземными радиотелескопами в режиме интерферометра.

Космический аппарат и антенну для радиотелескопа создали в НПО им. Лавочкина. Главный конструктор — Владимир Бобышкин. Антенна состоит из 27 лепестков, которые при раскрытии образуют зеркало диаметром 10 метров. Масса прибора составляет 3800 килограммов, из них 2600 приходится на научную аппаратуру.

Предшественником проекта «Радиоастрон» был КРТ-10 — космический радиотелескоп с параболической антенной диаметром 10 м. Он работал на орбитальной станцим «Салют» с июля по август 1979 года. КРТ-10 поддерживал с Земли радиотелескоп дальней космической связи, расположенный вблизи Евпатории. С его помощью проводились наблюдения пульсара 0329.

В 1980 году вышло Постановление Совета Министров СССР о разработке в НПО им. С.А. Лавочкина совместно с Академией наук шести космических аппаратов для астрофизических исследований. В их числе был и интерферометр дециметрового и сантиметрового диапазонов «Радиоастрон» (проект «Спектр-Р»). 17–18 декабря 1985 в Москве состоялось первое международное совещание по этому проекту. В начале 1990-х были созданы бортовые экземпляры первых приемников на диапазоны 1.35, 6.2, 18 см и бортовые блоки входных малошумящих усилителей для приемника диапазона 92 см. Первые испытания зеркала радиотелескопа прошли в 1994 году в Научно-техническом центре Европейского космического агентства (Нордвайк, Нидерланды). С осени 2003 года по лето 2004 года в Пущинской радиоастрономической обсерватории тестировали модели космического радиотелескопа и аппаратурного комплекса интерферометра. Наземные испытания с модулем «Навигатор» проходили в НПО им. С.А. Лавочкина в 2011 году.

Программа работы «Радиоастрона» предусматривает проведение исследований гравитационного поля Земли, сверхмассивных черных дыр в центрах далеких и близких галактик, черных дыр звездных масс в нашей галактике, нейтронных и кварковых звезд, областей звездообразования в нашей и других галактиках, облаков межзвездной плазмы, мазеров, пульсаров, квазаров — всего до тысячи объектов. Планируется проведение уточнения фундаментальных астрометрических постоянных и констант движения Солнечной системы.
На основе полученных данных исследователями будет построена система небесных координат нового поколения, проведено уточнение взаимного соответствия международной небесной и динамической систем координат, определены координаты наземных радиотелескопов относительно центра массы Земли.
Планируется построить гравитационный потенциал Земли на больших радиусах и новую планетарную модель. Измерить «эффекты ОТО» (эффекты, предсказанные Общей теорией относительности А.Эйнштейна), разработать новые методы высокоточного определения орбит космических аппаратов и их эволюции.
Большой интерес представляют измерения движения и структур радиоизлучения пульсаров — нейронных и «странных» звезд, а также магнетаров. Будут изучены структуры и динамика выбросов квазаров и микроквазаров, а также мазеров и мегамазеров.
Планируется провести ряд измерений одновременно на двух частотах и в двух поляризациях с целью изучения спектральных свойств радиоизлучения и структуры магнитного поля в центральных компонентах и выбросах в ядрах галактик. Измерить излучения таких объектов как двойные ядра галактик, гравитационные линзы и темная материя.

Руководитель научной программы Радиоастрон — д.ф.-м.н. Ю.Ю. Ковалев (АКЦ ФИАН).

Прием информации с космического сегмента радиоинтерферометра осуществляется станцией слежения и сбора данных РТ-22 Пущинской радиоастрономической обсерватории. Ведется подготовка дополнительных станций в США (Грин Бэнк) и Южной Африке (Хартебишок).

Спектр-Р в режиме наземно-космического интерферометра помог провести наблюдения более 100 квазаров и радиогалактик, около 20 пульсаров (нейтронных звезд) и 15 космических мазеров (в районах образования звезд и планетных систем).

Впервые:

Автор Татьяна Пичугина