Космический аппарат 'Астрон' предназначен для проведения астрофизических исследований галактических и внегалактических источников космического излучения; создан на базе межпланетного КА 'Венера'.
Основная цель - восприятие и регистрация, в том числе в динамике, космических электромагнитных излучений вне искажающего влияния на них земной атмосферы.
Космический аппарат 'Астрон' стал первой советской специализированной астрофизической обсерваторией, выведенной на околоземную орбиту и успешно проработавшей более 6 лет.
- Назначение астрофизика
- Статус выведен из эксплуатации,
- Объект исследований Вселенная
- Дата запуска 23 марта 1983 года
- Космодром Байконур
- Средства выведения РН 'Протон-К'
- Масса аппарата 3250 кг
- Рабочая орбита высокоэллиптическая: перигей 2 000 км., апогей 200 000 км., наклонение 51,5 ˚
- Срок активного существования 6 лет
Комплекс научных исследований, проводимых с помощью КА 'Астрон' в ультрафиолетовой и рентгеновской областях электромагнитного излучения, призван был обеспечить решение следующего круга проблем:
- исследование межзвездной среды;
- изучение молодых звезд большой массы;
- изучение перемешивания вещества в звездах, установление места протекания ядер-ных реакций;
- изучение нестационарных ядер галактик;
- изучение круговорота материи (звезды - межзвездная среда - звезды);
- обнаружение сверхтяжелых элементов у горячих звезд;
- поиск короткоживущих элементов у звезд;
- определение содержания элементов кислородной группы у звезд;
- изучение состава звездных хромосфер и корон и др.
'Астрон' стал первым отечественный автоматическим космическим аппаратом, специализированным под качественно новую научную программу, включающую в себя:
- исследование в ультрафиолетовом диапазоне волн неподвижных звездных объектов и наблюдения протяженных или перемещающихся по небу источников излучения;
- исследование рентгеновских источников и проведение обзора небесной сферы в рентгеновском диапазоне;
- одновременное проведение наблюдений в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах волн.
Конструкция и структура служебного модуля 'Астрона' по сравнению с базовым существенно изменена. Преобразование межпланетного КА в искусственный спутник Земли привело, прежде всего, к отказу от корректирующе - тормозной двигательной установки, включая, соответственно, ее топливные баки. Но блок баков КТДУ служил основным звеном в силовой схеме конструкции базового аппарата, поэтому для сохранения силовой схемы введен новый конструктивный элемент, повторяющий внешние контуры (геометрию и координаты посадочных мест) блока баков. Эту роль выполнил опорный цилиндр, позволивший объединить в создаваемом КА элементы конструкции 'базы' с новыми, сугубо 'астроновскими'. Внутрь опорного цилиндра вмонтирована цилиндрическая рама с шаробаллонами для содержания запасов рабочего тела (азота) исполнительных органов системы ориентации.
Степень развития космического машиностроения в СССР того времени в достаточной степени характеризует высокий уровень научно-технических решений, реализованных как в области создания конструкции космического телескопа, так и в области управления им при его работе.
НПО им. С.А. Лавочкина совместно с Крымской Астрофизической Обсерваторией (КрАО) и при участии Марсельской лаборатории (Франция) разработана уникальная конструкция крупнейшего, на момент запуска, космического телескопа,получившего наименование 'Спика'. УФ-спектрометр, расположенный в фокальной плоскости УФТ, и менисковый телескоп, служащий для отождествления звездных полей, созданы совместно специалистами СССР и Франции.
В конструкции телескопа воплощены новейшие достижения оптики, точной механики, материаловедения и технологии. УФТ 'Спика' - двухзеркальный, зеркала сделаны из ситалла. Ситалл - стеклокристаллический материал*, имеющий практически нулевой коэффициент линейного расширения, использован во избежание влияния на работоспособность оптики резких температурных перепадов.
*Ситаллы - стеклокристаллические (микрокристаллические) материалы, получаемые путем направленной (катализированной) кристаллизации стекол специальных составов, протекающей в объеме заранее отформованного изделия.
Главному зеркалу придана форма мениска толщиной 6 см. Применено пленочное (путем напыления) двухслойное покрытие рабочей поверхности зеркал: сначала - алюминием, затем - слоем фтористого магния толщиной 250 A для повышения коэффициента отражения в ультрафиолете.
Оригинально решена конструкция бленд и диафрагм - элементов телескопа, предохраняющих зеркала от рассеянного (отраженного) света.
Наземная подготовка оптического прибора столь хорошо продумана и исполнена, что после штатных настроек, осуществленных с Земли, сразу началось выполнение намеченной программы полета.
Работая с внеатмосферной обсерваторией 'Астрон', отечественные исследователи космоса впервые обрели богатый опыт длительных астрофизических наблюдений с борта непилотируемого космического аппарата. По своей результативности этот космический проект считается одним из самых успешных.
Всего исследовано более 200 объектов, в рентгеновском диапазоне - свыше 70 различных источников. Часть источников наблюдалась одновременно в рентгеновском и УФ-диапазонах.
Были получены спектры нескольких сотен звезд, нескольких десятков галактик и галактических эмиссионных туманностей, фоновых областей нашей Галактики, а также нескольких комет.
С 1985 по 1986 год наблюдалась динамика комы кометы Галлея, в конце февраля 1987 года зафиксирована вспышка Сверхновой в Большом Магелановом облаке, а 23 декабря 1983 года выполнены наблюдения симбиотической звезды в созвездии Андромеды.
Исследовались: звезды, в том числе, с необычным химическим составом, новые и сверхновые звезды, в частности Сверхновая 1987 года в Большом Магеллановом Облаке; другие галактики; газовые туманности и кометы.
Есть важнейшие достижения в изучении нестационарных явлений (выбросы и поглощение материи, взрывы) в звездах, явлений ключевых для понимания процесса образования газопылевых туманностей.
Проведены многочисленные наблюдения распределения энергии в спектрах звезд; записаны профили спектральных линий, измерены потоки излучения во многих эмиссионных линиях в спектрах диффузионных галактических туманностей. С помощью УФ-спектрометров обнаружены линии, принадлежащие тяжелым элементам, и определено их содержание. В них зафиксирован избыток (в сотни раз больше, чем на Солнце) тяжелых элементов - свинца, вольфрама и урана, наличие и соотношение которых позволяют судить об эволюции объектов.
УФ-наблюдения нестационарных звезд впервые дали возможность непосредственно определить размеры и температуру их горячих компонент. В ходе наблюдений пекулярных галактик (peculiar - особенный, необычный) обнаружен избыток их УФ-излучения, свидетельствующий о высоком содержании очень горячих звезд в их звездном населении.
Проведены уникальные исследования подвижных объектов, таких как кометы Галлея, Вилсона, Соррелса и Бредфильда. Получены многочисленные спектры газовой комы кометы Галлея и ее фотометрические разрезы на разных расстояниях от ядра (в линии гидроксила). Один из важнейших результатов -- прямая оценка асимметричности в испарении ядра кометы Галлея на участках орбиты до и после перигелия. Анализ более 200 спектров кометы позволил отождествить основные компоненты излучения в УФ-диапазоне, найти скорость испарения вещества и оценить потерю массы кометы: 400 млн. тонн за одно сближение с Солнцем*. *При размере ядра кометы ~ 9 км время ее оставшейся жизни составляет ~200 тыс. лет.
В течение пяти лет с борта 'Астрона' проводились также исследования астрообъектов с помощью комплекса рентгеновской аппаратуры. Часть представляющих особый интерес источников излучения подвергалась наблюдениям неоднократно. Исследованы - 8 барстеров, 15 рентгеновских пульсаров, 21 сильно переменный источник, 25 слабых источников (в их число входит Сверхновая 1987а, которая наблюдалась в 17 сеансах). Кроме того, ежегодно проводились наблюдения Крабовидной туманности, поток и спектр которой послужили 'эталоном' при обработке результатов других наблюдений.
