Радиоастрон — международный космический проект по проведению фундаментальных астрофизических исследований в радиодиапазоне электромагнитного спектра с применением радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой.

Проект создан по инициативе России. Координатор проекта — Астрокосмический центр ФИАН.

Описание

В проекте участвуют наземно-космический интерферометр, состоящий из сети наземных радиотелескопов и космического радиотелескопа, установленного на российском космическом аппарате 'Спектр-Р'. Суть эксперимента заключается в одновременном наблюдении одного радиоисточника наземными и космическим радиотелескопами при синхронизации их работы от единого стандарта частоты. КРТ обращается по эллиптической орбите высотой около 340 тыс. км. Высокое разрешение при наблюдении радиоисточников обеспечивается за счет большого плеча интерферометра, равного высоте апогея рабочей орбиты.

'Спектр-Р' в НПО им. Лавочкина

Основные параметры наземно-космического интерферометра проекта 'Радиоастрон':

Цель

Главная научная цель миссии — исследование астрономических объектов различных типов с беспрецедентным разрешением до миллионных долей угловой секунды. Разрешение, достигнутое с помощью проекта 'Радиоастрон', позволит изучать такие явления как:

• строение и динамика областей звездообразования в нашей Галактике по мазерному и мегамазерному излучению;
• нейтронные звезды и черные дыры в нашей Галактике — структура по измерениям флуктуации функции видности, собственные движения и параллаксы;
• структура и распределение межзвездной и межпланетной плазмы по флуктуациям функции видности пульсаров;
• построение высокоточной астрономической координатной системы;
• построение высокоточной модели гравитационного поля Земли.

Космический радиотелескоп

'Спектр-Р' подготовлен к транспортировке

Космический радиотелескоп 'Спектр-Р' с приемной параболической антенной диаметром 10 метров выведен на вытянутую орбиту спутника Земли высотой около 340 тыс. км.
Создатель космического аппарата — НПО имени Лавочкина. Главный конструктор — сотрудник НПО им. Лавочкина Владимир Бобышкин.

23 июля 2011 года успешно завершено раскрытие параболической антенны радиотелескопа. Это позволит получать изображения, координаты и угловые перемещения различных объектов Вселенной с исключительно высоким разрешением.

Оборудование

Полная масса полезного научного груза — приблизительно 2600 кг. Она включает массу 1500 кг раскрывающейся параболической антенны диаметром 10 м и массу электронного комплекса, содержащего приемники, малошумящие усилители, синтезаторы частот, блоки управления, преобразователи сигналов, стандарты частоты, высокоинформативную систему передачи научных данных — около 900 кг. Масса всего спутника, выводимого на орбиту с помощью ракеты-носителя 'Зенит-2SБ'-'Фрегат-2СБ', — около 3850 кг. Полная мощность питания системы составляет 2600 Вт, из которых 1150 Вт используется для научных приборов. Во время нахождения в тени аккумуляторный блок аппарата позволяет работать около двух часов без питания от солнечных батарей.

Антенна

Антенна радиотелескопа состоит из 27 лепестков, которые находятся во время транспортировки до запланированной орбиты в сложенном состоянии. При достижении КРТ орбиты посредством механического раскрытия лепестков происходит трансформация модуля в полноразмерный радиотелескоп. Процесс раскрытия лепестков занимает приблизительно 30 минут.

Эксперимент 'Плазма-Ф'

Помимо аппаратуры для основной миссии, на борту спутника находятся приборы для научного эксперимента 'Плазма-Ф'. Прибор весит около 20 килограммов. Задачи 'Плазмы-Ф' — мониторинг межпланетной среды в целях составления прогнозов 'космической погоды', исследование турбулентности солнечного ветра и магнитного поля в диапазоне 0,1-30 Гц и исследование процессов ускорения космических частиц. Спутник несколько дней находится вне магнитосферы Земли, что позволяет наблюдать межпланетную среду, а потом очень быстро проходит все слои магнитосферы, благодаря чему можно будет следить за ее изменением. Прибор может измерять поток солнечного ветра с временным разрешением в 30 миллисекунд. Это сравнимо с показателями таких спутников как 'ACE' и 'Wind'. Измерения скорости, температуры и концентрации солнечного ветра имеют временное разрешение 1,5 секунды. К 5 августа 2011 года был включен весь комплекс Плазма-Ф и получены первые измерения с него

Запуск

21 июня 2011 года генеральный директор НПО имени Лавочкина Виктор Хартов объявил о результатах заседания Государственной Комиссии. По его словам, Государственная Комиссия разрешила отправку обсерватории на космодром Байконур.

Запуск КРТ произведен 18 июля 2011 года в 6:31 по московскому времени с 45-й площадки космодрома Байконур ракетой-носителем 'Зенит-2SLБ80' с разгонным блоком 'Фрегат-СБ'.

Наземно-космический интерферометр

18 июля 2011 года в 10:06 по московскому времени КА 'Спектр-Р' достиг целевой орбиты с параметрами:

• перигей — 600 км;
• апогей — около 340 тыс. км;
• период обращения — 8 суток 7 часов;
• начальное наклонение — 51,3њ.

Под действием лунной гравитации плоскость орбиты непрерывно поворачивается, что позволяет обсерватории сканировать пространство по всем направлениям. За планируемое время работы притяжение Луны поднимет апогей радиотелескопа до высоты 390 000 км.

При движении по орбите космический аппарат проходит через радиационные пояса Земли, что увеличивает радиационную нагрузку на его приборы. Срок службы космического аппарата — около 5 лет. Согласно баллистическим расчетам КРТ будет летать 9 лет, после чего войдет в плотные слои атмосферы и сгорит.

На момент своего выхода на орбиту космический радиотелескоп, установленный на борту российского космического аппарата 'Спектр-Р', — наиболее удаленный от Земли радиотелескоп.

Начало работы

После раскрытия зеркала приемной антенны КРТ требуется около трех месяцев перед началом наблюдений для синхронизации с земными радиотелескопами.

По окончании проверки всех систем аппарата планируется переход к научным исследованиям. На Земле в качестве синхронных радиотелескопов будут использованы два стометровых радиотелескопа в Грин-Бэнк, Западная Виргиния, США и в Эффельсберге, Германия а также знаменитая радиообсерватория Аресибо, Пуэрто Рико.

Наземно-космический интерферометр с такой базой обеспечит информацию о морфологических характеристиках и координатах галактических и внегалактических радиоисточников с шириной интерференционных лепестков до 8 микросекунд дуги для самой короткой длины волны проекта 1,35 см.

Связь

В настоящий момент сеансы связи с КРТ проходят 2 раза в сутки. Для этого задействованы крупнейшие в России антенные комплексы П-2500 в приморском городе Уссурийск и ТНА-1500 в подмосковном поселке Медвежьи Озера. На малых расстояниях до КРТ используется антенна НС-3,7, расположенная в НПО им. С.А. Лавочкина. Начиная с середины августа 2011 года планируется тестирование и постепенный запуск высокоинформативного радиокомлекса, работающем на частоте 15 ГГц, для связи с КРТ с помощью 22-метрового радиотелескопа РТ-22 в подмосковном Пущино.

Поток информации, собираемой телескопом, составляет примерно 144 мегабит в секунду. Некоторые участники проекта высказывали опасения по поводу вероятности потери части научных данных, если не удастся подготовить другие наземные принимающие станции. В настоящий момент ведутся переговоры о дополнительной станции слежения в южном полушарии, при условии, что будут найдены дополнительные источники финансирования.

Аналогичные проекты

В 1997 году JAXA запустило радиотелескоп HALCA диаметром 8 метров на орбиту примерно в 10 раз более низкую, чем орбита 'Спектр-Р'. Аппарат проработал до 2005 года. В 2013 году Япония планирует запустить радиотелескоп Astro-G диаметром 9 метров на орбиту, сравнимую с орбитой HALCA.