«Первый свет» ART-XC: «телескоп работает так, как мы ожидали»

30 июля 2019 года получен «первый свет» — первое рентгеновское изображение российского телескопа ART-XC на борту обсерватории «Спектр-РГ».

Телескоп наблюдал небольшую часть неба размером ~0.3 град2, в которой расположена двойная система Cen X-3. Система состоит из нейтронной звезды (рентгеновского пульсара с периодом вращения 4.84 секунды), которая вращается вокруг звезды — массивного голубого сверхгиганта спектрального класса О. Двойная система находится на расстоянии ~18.6 тысяч световых от Земли. Рентгеновский пульсар Cen X-3 хорошо известен, и является первым рентгеновским пульсаром открытым в нашей Галактике в 1971 году спутником UHURU. Именно поэтому он был выбран для проверки работоспособности телескопа и построения первого изображения.

«Все семь зеркальных систем телескопа работают так, как мы ожидали, — говорит Михаил Павлинский, ведущий ученый по телескопу ART-XC и заместитель научного руководителя проекта «Спектр-РГ». — Время первой экспозиции составило всего 45 минут. По полученному рентгеновскому изображению было оценено отклонение оптических осей семи зеркальных систем телескопа ART-XC от направления оси космического аппарата, направленной на Cen X-3, и оно оказалось небольшим, всего 11,33 угловые минуты, что будет учтено в дальнейших наведениях космического аппарата. Оси всех зеркальных систем ART-XC также оказались хорошо сьюстированы, смотрят в одну сторону с погрешностью менее одной минуты дуги. Таким образом, на этом этапе можно сказать, что наш телескоп работает так, как мы ожидали, и подтверждает все заявленные характеристики. В ближайшее время будут проводиться союстировки зеркальных систем и бортовых звёздных датчиков и калибровки детекторов телескопа».

ART-XC — один из двух телескопов, установленных на борту обсерватории «Спектр-РГ». Он был создан в Институте космических исследований Российской Академии наук совместно с Российским Федеральным ядерным центром (г. Саров, Россия). В проекте также участвует Центр космических полетов им. Маршалла, НАСА, США в части рентгеновских зеркальных систем.

Телескоп состоит из семи зеркальных систем (модулей). В фокальной плоскости каждой из них находится позиционно-чувствительный и спектрометрический полупроводниковый рентгеновский детекторов на основе теллурида кадмия. Фактически, ART-XC состоит из семи независимых зеркальных телескопов косого падения, смотрящих в одну сторону, что повышает чувствительность наблюдений. Рентгеновские детекторы были разработаны и созданы в ИКИ РАН.

30 июля обсерватория «Спектр-РГ» находилась на удалении 1,1 миллиона километров от Земли. Это рекорд для российской космонавтики в новом тысячелетии. Также «Спектр-РГ» —  первый отечественный аппарат, которому предстоит работать в точке Лагранжа L2, которая находится примерно в 1,5 миллиона километров от нашей планеты. Прибытие и выход на рабочую орбиту вокруг L2 ожидаются в конце октября этого года.

Второй телескоп проекта — eROSITA, созданный в Германии. К настоящему времени была откинута крышка, которая закрывала входные отверстия зеркальных систем. Ожидается, что первое изображение eROSITA будет получено в середине сентября.

***

«Спектр-РГ» (СРГ) / Spektr-RG — космическая астрофизическая обсерватория, нацеленная на исследование Вселенной в рентгеновском диапазоне электромагнитного излучения в окрестности точки либрации L2 системы «Солнце-Земля».

Космическая обсерватория «Спектр-РГ» была создана в рамках Федеральной космической программы России, раздел «Фундаментальные космические исследования», по заказу Российской Академии наук с участием Германии.

Пример «первого света» ART-XC. Изображение участка неба 0.3 кв. град с рентгеновским пульсаром Cen X-3, полученное 30.07.2019 на одном из семи детекторов URD28
Пример «первого света» ART-XC. Изображение участка неба 0.3 кв. град с рентгеновским пульсаром Cen X-3, полученное 30.07.2019 на одном из семи детекторов URD28. Энергетический диапазон 4–20 кэВ. Шкала по глубине логарифмическая, цвета отражают яркость пикселей. Зеленая штрихованная окружность показывает границы входного бериллиевого окна, диаметр ~36 минут дуги
Спектр отсчётов по рабочей области детектора URD28 (диаметр 28.56 мм), в зависимости от энергии
Зелёным цветом показан спектр отсчётов по рабочей области детектора URD28 (диаметр 28.56 мм), в зависимости от энергии. По вертикали отложено число отсчётов в секунду на кэВ, по горизонтали — энергия фотонов в кэВ. Для сравнения приведён спектр отсчетов для «пустого» поля, полученный тем же детектором телескопа ART-XC чуть ранее 24–25 июля. Хорошо видно превышение сигнала от Cen X-3 над фоном в диапазоне энергий 4–20 кэВ, и при этом не использовано преимущество построения изображения телескопом и наличие ещё шести телескопов, что позволит повысить соотношение «сигнал/шум» на два порядка величины

Первый свет обсерватории Спектр-РГ

30 июля 2019 были получены изображения рентгеновского пульсара Центавр X-3 (Cen X-3)

Получено первое рентгеновское изображение с телескопа ARTXC

Изображение рентгеновского источника Центавр X-3 получено со всех семи модулей телескопа ART-XC. В ближайшее время будет проводится юстировка семи модулей телескопа ART-XC.

Временной анализ данных также показал устойчивый периодический сигнал от источника с периодом 4.8 сек.

 

Расстояние от Земли до обсерватории «Спектр-РГ» на время получения первого света (30.07.2019) составляло 1 млн 143 тыс. км.

 

 

Изображения рентгеновского пульсара Центавр X-3, полученные семью модулями телескопа ART-XC. Расположение картинок соответствует расположению модулей телескопа. Внизу — профиль пульсирующего сигнала с периодом около 4,8 секунды, зарегистрированного телескопом ART-XC от этого источника.

Более подробная информация будет предоставлена в первом научном релизе проекта «Спектр-РГ».

И напоследок — небольшая анимация, показывающая как изменяется яркость пульсара в зависимости от фазы — глазами ART-XC.

Получены первые научные данные с телескопа ART-XC

24 июля в ходе сеанса связи с КА СРГ был включен детектор URD28 одной из зеркальных систем телескопа ART-XC. Была накоплена общая экспозиция 2882.5 секунд в направлении на поле Xbootes с координатами RA=218,0, Dec=34,1.

На рисунке зеленым цветом показан первый спектр детектора URD28, полученный с борта обсерватории Спектр-РГ, которая сейчас находится на этапе перелета в точку либрации L2.

Скорость счёта для одиночных и двойных событий в диапазоне 4 — 30 кэВ составила 6*10^(-3) отсч./с/см^2/кэВ. Для сравнения, при испытаниях на Земле фон составлял 4*10^(-4) отсч./с/см^2/кэВ, т.е. в 15 раз меньше (показано красным).

На данный момент, это первое измерение фона рентгеновским детектором на удалении около миллиона километров от Земли!

Также было получено первое рентгеновское изображение с борта СРГ с того же детектора в диапазоне 4 — 12 кэВ:

Российские телескопы наблюдают космический аппарат «Спектр-РГ»

В течение последних нескольких суток при помощи целого ряда российских оптических телескопов проведена серия наблюдений космического аппарата «Спектр-РГ».

Такие наблюдения очень важны: они позволяют уточнить траекторию движения аппарата, что даст возможность управлять им таким образом, чтобы при перелете в точку Лагранжа L2 затратить как можно меньше топлива. В свою очередь, в будущем это поможет увеличить длительность активной работы аппарата на орбите.

В наблюдениях принимали участие Российско-Турецкий 1.5-метровый телескоп (РТТ-150), 1-м телескоп Цейсс-1000 Специальной астрофизической обсерватории РАН, 1.6-метровый телескоп Саянской обсерватории Института солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН, 60-сантиметровый телескоп Института астрономии РАН на пике Терскол, телескопы Крымской астрофизической обсерватории и др.

В результате этих наблюдений параметры орбиты были в значительной степени уточнены. Это позволит выдать более точный управляющий импульс для маневра коррекции орбиты, который состоится вечером 22 июля 2019 г.

В настоящее время космический аппарат «Спектр-РГ» находится на расстоянии около 700 тысяч километров от Земли (по направлению на созвездие Орла) и движется к точке Лагранжа L2 системы «Солнце-Земля» со скоростью около 800 м/с относительно Земли.

 

Наблюдение KA Спектр-РГ и разгонного блока ДМ-03 с Земли

Первое прохождение космического аппарата (КА) Спектр-РГ над территорией России с 21:18 до 02:40 МСК наблюдал заведующий обсерваторией Кубанского Государственного университета (КубГУ), руководитель центра астрономии и космонавтики КО РГО (Русского географического общества) Александр Иванов (https://vk.com/id253483691), с помощью телескопа МАК 254 мм/1200 мм, установленного в обсерватории  КубГУ. На видео показано прохождение разгонного блока ДМ-03 и  космического аппарата Спектр-РГ, движение проходило по созвездию Лисички, густонасёленному участку Млечного пути:

Усредненное изображение разгонного блока и КА Спектр-РГ 13 июля 2019 с 21:18 до 02:40 МСК:

 

 

 

06.06.2019 Сборка головной части для обсерватории «Спектр-РГ»

В соответствии с установленным графиком работ, в монтажно-испытательном корпусе площадки 92А-50 специалисты предприятий Роскосмоса завершили сборку космической головной части (КГЧ) ракеты космического назначения «Протон-М». На аппарат «Спектр-РГ», установленный с помощью переходной системы на разгонный блок «ДМ-03», были установлены створки головного обтекателя, после чего специалисты приступили к стыковке электрических соединений КГЧ и их проверке.

В ближайшие несколько дней будет завершена общая сборка ракеты космического назначения (РКН) «Протон-М» и проведены электрические проверки её компонентов. Для обеспечения теплового режима аппарата «Спектр-РГ» на головной обтекатель установят защитный термочехол и РКН «Протон-М» подготовят к вывозу на техническую заправочную станцию для заправки баков низкого давления разгонного блока «ДМ-03». Пуск ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком «ДМ-03» и российской астрофизической обсерваторией «Спектр-РГ» запланирован 21 июня 2019 года в 15:17 мск с площадки № 81 космодрома Байконур.

Материал взят с youtube канала «Телестудия Роскосмоса»

 

16.05.2019 Заправка космического аппарата «Спектр-РГ»


Специалисты предприятий Роскосмоса на космодроме Байконур приступили к операциям по заправке космического аппарата «Спектр-РГ» компонентами топлива, они будут продолжаться несколько дней.

Затем космический аппарат будет транспортирован в монтажно-испытательный корпус для подготовки к сборке в составе космической головной части ракеты-носителя «Протон-М».

Запуск запланирован 21 июня 2019 года. «Спектр-РГ» – проект, нацеленный на создание орбитальной астрофизической обсерватории, предназначенной для изучения Вселенной в рентгеновском диапазоне длин волн. Аппарат будет выведен в окрестность точки Лагранжа L2 системы Солнце-Земля.

25.04.2019 Космический аппарат «Спектр-РГ» доставлен на космодром Байконур

25 апреля из международного аэропорта Шереметьево самолётом АН-124-100 на космодром Байконур доставлена космическая астрофизическая обсерватория «Спектр-РГ».

На космодроме космический аппарат «Спектр-РГ» в монтажно-испытательном корпусе пройдет предпусковую подготовку, заключительные наземные испытания и стыковку с разгонным блоком.

Выведение на орбиту космического аппарата будет осуществлено ракетой-носителем «Протон-М» (ГКНПЦ им М. В. Хруничева) и разгонным блоком «ДМ-03» (РКК «Энергия»). Пуск запланирован на 21 июня 2019 года.

«Спектр-РГ» — проект, нацеленный на создание орбитальной астрофизической обсерватории, предназначенной для изучения Вселенной в рентгеновском диапазоне длин волн. Аппарат будет выведен в окрестность точки Лагранжа L2 системы Солнце-Земля. Проведение астрофизических исследований запланировано в течение 6,5 лет, из которых 4 года — в режиме сканирования звездного неба, а 2,5 года — в режиме точечного наблюдения объектов во Вселенной по заявкам мирового научного сообщества.

Фото: НПО им. Лавочкина

Оригинал публикации на сайте Роскосмоса.