Фотография станции "Мир" после стыковки с "Шаттлом".

В начале 80-х годов Институт Космических Исследований АН СССР выступил с инициативой разработки специального астрофизического модуля для советской орбитальной космической станции "Салют-7". Делегация ИНТЕРКОСМОСа под руководством академика В.А. Котельникова подписала в Голландии соглашение об установке на одном из модулей космической станции МИР, подготавливаемой тогда к запуску на орбиту, рентгеновской аппаратуры из СССР, Англии, Голландии и Европейского Космического Агентства. Были разработаны и изготовлены четыре прибора, предназначенные для исследований космических источников рентгеновского излучения и перекрывающих совместно широкий диапазон энергий от 2 до 800 килоэлектронвольт (кэВ). Эти четыре эксперимента часто называются орбитальной обсерваторией "Рентген".

За подготовку к запуску всех приборов обсерватории отвечал Отдел Астрофизики Высоких Энергий и Комплексный Отдел Института Космических Исследований АН СССР. Отдел Астрофизики Высоких Энергий отвечал также за создание программного обеспечения и обработку данных с этой обсерватории. Техническое курирование обсерватории "Рентген" вел и продолжает осуществлять Комплексный Отдел под руководством О.Ф. Прилуцкого и В.Г. Родина. Кроме того, успешная работа обсерватории была бы невозможна без поддержки НПО "Энергия" и самоотверженной работы коллектива Центра Управления Полетами во главе с руководителем полета В.А. Соловьевым и зам. руководителя полета В.Д. Благовым. Роль связующего звена между ИКИ и ЦУП на протяжении всех этих лет успешно исполнял А.В.Прудкогляд, благодаря которому чисто научные задачи обсерватории обретали надлежащее техническое исполнение. В создании программного обеспечения в ИКИ колоссальную роль сыграли математики отдела П.Е. Эльясберга в ИКИ и, в первую очередь, Е.А. Гаврилова.

Модуль Квант-1 (или просто Квант) был выведен на орбиту 31 марта 1987 года и пристыкован к советской космической станции нового поколения Мир 12 апреля 1987 года.

Модуль Квант-1 разделяется на два отдела: лабораторию, заполненную воздухом, и оборудование, помещeнное в негерметичном безвоздушном пространстве. Лабораторное помещение, в свою очередь, делится на отсек для приборов и на жилой отсек, которые разделены внутренней перегородкой. Лабораторный отсек соединeн с помещениями станции через шлюзовую камеру. В отделе, не запоненном воздухом, расположены стабилизаторы напряжения. Космонавт может контролировать наблюдения из помещения внутри модуля, заполненного воздухом при атмосферном давлении. Этот 11-тонный модуль содержит астрофизические инструменты, систему поддержания жизнеобеспечения и оборудование контроля за высотой. Квант также позволяет проводить биотехнологические эксперименты в области ативирусных препаратов и фракций.

Модуль "Квант" в разрезе.

Комплекс научной аппаратуры обсерватории "Рентген" управляется командами с Земли, однако режим работы научных приборов определяется особенностями функционирования станции "Мир". Околоземная орбита станции является низкоапогейной (высота над земной поверхностью около 400 км) и практически круговой, с периодом обращения 92 минуты. Плоскость орбиты наклонена к экватору примерно на 52°, поэтому дважды за период станция проходит через радиационные пояса - высокоширотные области, где магнитным полем Земли удерживаются заряженные частицы с энергиями, достаточными для регистрации чувствительными детекторами приборов обсерватории. Из-за создаваемого ими высокого фона во время прохождения радиационных поясов комплекс научных приборов всегда отключается.

Другой особенностью является жесткое соединение модуля "Квант" с остальными блоками комплекса "Мир" (астрофизические приборы модуля направлены в сторону оси -Y). Поэтому наведение научных приборов на источники космического излучения осуществляется путем разворота всей станции, как правило, с помощью электромеханических гиродинов (гироскопов). Однако сама станция должна быть определенным образом ориентирована по отношению к Солнцу (обычно поддерживается положение осью -X в сторону Солнца, иногда - осью +X), иначе снизится выработка энергии солнечными батареями. Кроме того, развороты станции на большие углы приводят к нерациональному расходу рабочего тела, особенно в последние годы, когда пристыкованные к станции модули придали ей значительные моменты инерции из-за 10-метровой длины при кресто-образной конфигурации.

Поэтому, с годами, по мере пополнения станции новыми модулями, условия наблюдений усложнились, и теперь в каждый момент времени наблюдениям доступна только полоса небесной сферы шириной 20^o вдоль плоскости орбиты станции - такое ограничение накладывает ориентация солнечных батарей (из этой полосы нужно еще исключить полусферу, занятую Землей, и область вокруг Солнца). Плоскость орбиты прецессирует с периодом 2.5 месяца, и в целом недоступными для приборов обсерватории остаются только области вокруг северного и южного полюсов мира.
В результате продолжительность одного сеанса наблюдений обсерватории "Рентген" составляет от 14 до 26 минут, а за сутки организуются один или несколько сеансов, причем во втором случае они следуют с интервалом около 90 минут (на соседних витках) с наведением на один и тот же источник.

 В марте 1988 г. вышел из строя звездный датчик телескопа ТТМ, в результате чего перестала поступать информация о наведении астрофизических приборов во время наблюдений. Однако на работу обсерватории эта поломка существенно не повлияла, так как проблему с наведением удалось решить без замены датчика. Поскольку все четыре прибора жестко связаны между собой, то эффективность спектрометров ГЕКСЕ, ПУЛЬСАР Х-1 и ГСПС стали вычислять по расположению источника в поле зрения телескопа ТТМ. Математическое обеспечение для построения изображения и спектров этого прибора подготовили молодые ученые, ныне доктора физ.-мат. наук М.Р.Гильфанрв и Е.М.Чуразов. После запуска спутника "Гранат" в декабре 1989 года эстафету успешной работы с прибором ТТМ приняли К.Н. Бороздин (ныне - канд. физ.-мат. наук) и его группа. Совместная работа "Граната" и "Кванта" позволила существенно повысить эффективность астрофизических исследований, поскольку научные задачи обеих миссий определялись отделом Астрофизики высоких энергий.

В ноябре 1989 г. работа модуля "Квант" была временно прервана на период изменения конфигурации станции "Мир", когда к ней с интервалом в полгода были последовательно подстыкованы два дополнительных модуля: "Квант-2" и "Кристалл". С конца 1990 г. регулярные наблюдения обсерватории "Рентген" были возобновлены, однако ввиду увеличения объема работ на станции и более жестких ограничений на ее ориентацию среднегодовое количество сеансов после 1990 г. значительно сократилось и более 2 сеансов подряд не проводилось, тогда как в 1988 - 1989 годах за сутки иногда организовывалось до 8-10 сеансов.

С 1995 года начались работы по переработке программного обеспечения проекта. До этого времени наземная обработка научных данных обсерватории "Рентген" производилась в ИКИ РАН на общеинститутской ЭВМ ЕС-1065. Исторически сложилось так, что она состояла из двух этапов: первичной (выделение из "сырой" телеметрии модуля научных данных по отдельным приборам и их очистка) и вторичной (обработка и анализ собственно научных данных). Первичной обработкой занимался отдел Р.Р.Назирова (в последние годы основную работу в этом направлении выполняла А.Н.Ананенкова), а вторичной - группы по отдельным приборам из отдела Астрофизики Высоких Энергий. Однако к 1995 году назрела необходимость перехода на более современную, надежную и производительную вычислительную технику - рабочие станции SUN-Sparc. За сравнительно короткий срок архив научных данных проекта был скопирован с магнитных лент на жесткие носители. Программное обеспечение для вторичной обработки данных было написано на языке ФОРТРАН-77, поэтому его перенос в новую операционную среду потребовал только незначительной коррекции и также не занял слишком много времени.

Однако часть программ для первичной обработки была на языке PL и по разным причинам переносу не подлежала. Это привело к тому, что к 1998 г. первичная обработка новых сеансов стала невозможна. Наконец, осенью 1998 г. Н.Александровичем был заново создан блок, обрабатывающий "сырую" телеметрическую информацию, поступающую с модуля КВАНТ, и производящий разделение первичной информации по различным приборам, предварительную очистку и сортировку научных данных. С этого времени весь цикл обработки данных с обсерватории РЕНТГЕН проводится в отделе Астрофизики Высоких Энергий на современной компьютерной базе - IBM-PC и рабочих станциях SUN-Sparc. Проведенная модернизация позволила существенно увеличить оперативность обработки поступающих научных данных.

  Астрофизические приборы модуля "Квант"

  Важнейшие результаты, полученные приборами обсерватории "Рентген"

  Список публикаций по данным обсерватории "Рентген"