базовые параметы проекта

Базовые параметры астрофизического проекта «Спектр–Рентген–Гамма» (далее СРГ) сформулированы следующим образом:

ü Запуск КА ракетой «Союз-2» с разгонным блоком «Фрегат» в 2011 году с космодрома Байконур на околоземную 580-600 км орбиту с наклонением £29°, резервный вариант - с космодрома Куру на околоземную экваториальную орбиту с наклонением £5°;

ü На базе космической платформы среднего класса типа «Навигатор», находящейся в стадии разработки в НПО им. С.А.Лавочкина, или платформы «Ямал» РКК «Энергия» (эксплуатация в космосе с 1999 г.);

ü Три прибора: зеркальный рентгеновский телескоп eROSITA (extended ROentgen Survey with an Imaging Telescope Array, MPE, Германия), телескоп-концентратор с использованием оптики Кумахова АRT-XC (Astronomical Roentgen Telescope - X-ray Concentrator, ИКИ, Россия) и широкоугольный рентгеновский монитор Lobster (Лейстерский университет, Великобритания) определены как основные для установки на платформу СРГ;

ü Для регистрации космических гамма-всплесков на СРГ планируется установить монитор космических гамма-всплесков GRBM и широкоугольный монитор в жестких рентгеновских лучах SPIN-X.

Время активной работы обсерватории СРГ планируется не менее 7-10 лет (в соответствии с ФКП-2015 РФ). В течение первых 4-х лет планируется проведения обзора неба с последующим переходом в режим наблюдений тщательно отобранных внегалактических и галактических источников в режиме трехосной стабилизации в течение 3-6 лет.

Орбитальная обсерватория впервые проведет обзор всего неба в диапазоне энергий 2-30 кэВ, что позволит обнаружить скрытую популяцию из нескольких сотен тысяч (миллиона?) с сильным поглощением в мягких рентгеновских лучах сверхмассивных черных дыр и осуществить первый обзор всего неба по изучению переменности в рентгеновском диапазоне. В дополнение к обзору всего неба предполагается провести детальные наблюдения ряда участков неба с высокой чувствительностью для обнаружения ~100 000 скоплений галактик и проведения дополнительных наблюдений выборки найденных скоплений (измерение температуры для ~1000 скоплений) для исследования природы Темного Вещества и Темной Энергии. Предложенная околоземная орбита с наклонением £29° обеспечивает на порядок величины лучшие фоновые условия, чем у замечательных рентгеновских обсерваторий Chandra и XMM-Newton, что позволит провести детальное наблюдение объектов с низкой поверхностной яркостью.

Телескопы eROSITA базируются на существующих разработках, которые использовались в проекте ABRIXAS (был потерян после вывода на орбиту в 1999 году из-за ошибки проектирования в системе энергопитания космического аппарата) и на детекторах, которые уже разработаны MPE для космического применения. Это гарантирует достижение необходимой чувствительности для проведения обзора всего неба. Для того чтобы оптимизировать телескопы eROSITA для выполнения дополнительной задачи изучения Темной Энергии, в Германии одобрена программа по увеличению эффективности и улучшению углового разрешения рентгеновского телескопа eROSITA. Улучшенные характеристики прибора будут полностью соответствовать научным разработкам последних лет. Они хорошо согласуются с задачами по исследованию Темной Энергии, которые были поставлены мировым научным сообществом в последнее время.

Телескоп-концентратор ART-XC, в котором будет применена поликапиллярная оптика Кумахова, позволит сделать обзор неба в жестком диапазоне энергий 10-30 кэВ с чувствительностью в 10 раз превышающей чувствительность обзора HEAO-1. В режиме наведений на объекты в диапазоне энергий 10-80 кэВ чувствительность ART-XC превзойдет более чем на порядок величины все существующие рентгеновские телескопы. Прибор будет обладать высоким энергетическим разрешением, что позволит использовать его для спектроскопии галактических и внегалактических источников.

Рентгеновский монитор Lobster с использованием микроканальных пластин для фокусировки фотонов будет обладать рекордной чувствительностью и угловым разрешением среди всех существовавших и планирующихся рентгеновских обзорных мониторов.

Для регистрации гамма-всплесков планируется установить монитор космических гамма-всплесков GRBM и широкоугольный монитор в жестких рентгеновских лучах SPIN-X с использованием техники кодированной апертуры и матриц из полупроводниковых кристаллов теллурида кадмия.

Для обеспечения интерфейса между КНА и космической платформой на платформу будет установлен бортовой компьютер BIUS.

Обзоры всего неба и постоянный мониторинг переменных источников в рентгеновских лучах потребует идентификации с оптическими и радио объектами громадного количества открываемых рентгеновских объектов. Потребуется напряженная работа по отождествлению рентгеновских источников с известными объектами, вошедшими в существующие оптические, инфракрасные и радио каталоги, и детальные наблюдения с Земли объектов, ничем ранее себя не проявивших. Речь идет о каталогах десятков и сотен тысяч источников, включающих действительно уникальные объекты. ИКИ РАН планирует обратиться ко всем астрономам в России, имеющим доступ к современным наземным телескопам, с предложением использовать открывающуюся уникальную возможность с максимальной эффективностью для всего астрономического сообщества страны. Необходимый для этого опыт наблюдений может быть получен уже сейчас на телескопе RTT150 (полутораметровый Российско-Турецкий телескоп, установленный под Анталией, где КГУ и ИКИ вместе имеют 60% доли времени), который активно используется для наземной поддержки обсерватории «Интеграл» и для фотометрических наблюдений далеких скоплений галактик.

Таким образом, миссия СРГ будет представлять собой важнейший научный и технологический шаг вперед, после эпохи обсерваторий Chandra/XMM-Newton и сможет обеспечить важный и своевременный вклад при создании следующего поколения гигантских рентгеновских обсерваторий, таких как XEUS/Constellation-X, запланированные на 2020-2025 гг. Своевременный запуск СРГ в 2011 г. поможет сохранить высокий уровень технологической и научной квалификации Российской и Европейской астрономии и обеспечит научные сообщества обеих сторон большим объемом высококачественных научных данных.

Предполагаемый вклад в проект различных партнеров:

ü Ракета «Союз-2» и разгонный блок «Фрегат» – Роскосмос;

ü Апробированная космическая платформа – Роскосмос;

ü Телескоп-концентратор ART-XC, монитор космических гамма-всплесков GRBM, широкоугольный рентгеновский монитор SPIN-X, бортовая вычислительная машина для КНА BIUS – Роскосмос (консорциум во главе с ИКИ РАН);

ü Инструмент eROSITA – консорциум во главе с Германией;

ü Инструмент Lobster – консорциум во главе с Великобританий, ЕКА;

В варианте запуска с Куру предполагается участие ЕКА в части:

ü Пусковые услуги по запуску с Куру – вклад ЕКА;

ü Бортовая телеметрия – вклад ЕКА;

ü Наземные станции приема – вклад ЕКА.