Космический аппарат 'Гранат' - вторая, из созданных в СССР, астрофизических внеатмосферных непилотируемых обсерваторий. Он предназначен для проведения астрофизических исследований галактических и внегалактических источников космического излучения в рентгеновском и гамма-диапазонах электромагнитного излучения. Его задачей является проведение детальных исследований компактных и протяженных космических источников рентгеновского и мягкого гамма-излучений.
Обсерватория задумана как работающий на орбите ИСЗ комплекс приборов, воспринимающий излучения в широчайшем диапазоне - от 2 кэВ до 100 МэВ. Ее появление открывало новые возможности для определения температуры тепловой плазмы в скоплениях галактик, рентгеновских пульсарах, аккреционных дисках вокруг черных дыр, для выявления космических объектов, где работают нетепловые механизмы излучения.
- Назначение астрофизика
- Статус выведен из эксплуатации,
- Объект исследований Вселенная
- Дата запуска 1 декабря 1989 года
- Космодром Байконур
- Средства выведения РН 'Протон-К'
- Масса аппарата 4000 кг
- Рабочая орбита высокоэллиптическая, перигей 2 000 км., апогей 200 000 км., наклонение 51,5˚
- Срок активного существования 9 лет
- построение изображения с высоким разрешением и высокой чувствительностью участков небесной сферы в гамма и рентгеновском диапазонах, локализацию дискретных источников рентгеновского и гамма-излучений;
- исследование спектральных характеристик излучения космических источников в рентгеновском и гамма-диапазонах длин волн и поведения их во времени;
- измерение линейной поляризации излучения рентгеновских источников;
- исследование фонового рентгеновского излучения Вселенной, его мелкомасштабной изотропии;
- фпатрульное слежение за небесной сферой с целью обнаружения и изучения источников рентгеновского и гамма-излучений.
Программа полета была рассчитана на 8 месяцев - это во многом определялось тем, что для КА 'Гранат' в целях удешевления проекта и ускорения сроков его реализации при комплектации состава бортовой служебной аппаратуры использован ЗИП, сформированный для КА 'Вега'. Остаточный ресурс приборов, изготовленных в 1983-84 годах, определял технически гарантированную именно такую продолжительность полетного времени.
КА 'Гранат' многократно перевыполнил первоначально намеченную программу. Он проводил научные измерения в штатном режиме в течение 58 месяцев, а общее время его работы на орбите составило 108 месяцев. Количество проведенных сеансов связи составило более 1800. Было выдано более 160 000 команд при ресурсе бортового дешифратора в 25 000 команд. Большинство приборов и систем превысили свой ресурс в 5-6 и более раз.
При периоде обращения КА вокруг Земли равном 98 часам время для научных наблюдений составляло 65-70 часов на витке. Остальное время распределялось следующим образом:
- 15 часов КА находился в зоне радиационных поясов, где научная аппаратура должна быть отключена;
- 10-15 часов занимали 3 сеанса связи, в которых происходили передача записанной информации и подготовка научного комплекса к очередному интервалу наблюдений.
В состав КА 'Гранат' входят орбитальный модуль и комплекс научной аппаратуры.
При создании астрофизической обсерватории 'Гранат' за основу взят служебный модуль КА 'Астрон', конструкция которого была доработана.
В связи с появлением на борту нового и более тяжелого комплекса научной аппаратуры изготовлена новая коническая проставка, соединяющая торовый приборный отсек с опорным цилиндром. Торовый приборный отсек - герметичный. В нем размещены жизненно важные системы аппарата, обеспечивающие его функционирование на орбите ИСЗ: радиокомплекс, телеметрическая система, система автономного управления ориентацией и стабилизацией, система электропитания, элементы системы терморегулирования, блоки электроавтоматики. Снаружи на торовом отсеке, на стороне аппарата, постоянно обращенной к Солнцу, расположен блок астродатчиков, состоящий из оптикоэлектронных приборов ориентации на Солнце и звезду.
Снаружи космический аппарат закрыт многослойной экранно-вакуумной теплоизоляцией, за исключением окон оптических датчиков ориентации и рабочих поверхностей некоторых научных приборов, к которым предъявляются специальные требования. Размещение научной аппаратуры на орбитальном модуле учитывает то обстоятельство, что функционально основная часть приборов комплекса научной аппаратуры делится на две группы:
- телескопы с узким полем зрения ('Сигма', АРТ-П, АРТ-С) - для наблюдения стационарных источников космического излучения;
- обзорные детекторы ('Конус', 'Фебус', 'Вотч') - для регистрации и исследования переменных источников космического излучения, в частности всплесков.
Более массивный, чем его предшественник, телескоп 'Сигма' потребовал также усиления конструкции опорного цилиндра. Встроена внутренняя перегородка, перпендикулярная продольной оси опорного цилиндра и разделяющая его на две части. Верхняя часть представляет собой герметичный отсек, в котором расположены электронные блоки научной аппаратуры. В связи с этим удалены ранее размещенные там 19 шаробаллонов - резервуаров для запасов рабочего тела (азота в газообразном состоянии) системы исполнительных органов, а общее их количество уменьшилось с 35 до 16.
Уже первые наблюдения, проведенные обсерваторией 'Гранат', дали сенсационные научные результаты.
Изображения центра Галактики, построенные по информации, полученной с телескопов АРТ-П и 'Сигма', позволили определить местонахождение и идентифицировать мощный источник излучения высоких энергий. То, что этот источник (1Е1740-29) не совпадает с динамическим центром Галактики, а расположен от него в 40 угловых минутах, представляло собой информацию первостепенной важности.
Это первое открытие 'Граната' было представлено участникам коллоквиума Международного астрономического союза уже в апреле 1990 года. В дальнейшем наблюдение области центра Галактики проводилось многократно и продолжительное время.
Научные результаты, полученные КА 'Гранат', вошли в историю мировой астрофизики. Среди них: открытие излучения в линии аннигиляции электронов-позитронов в спектрах двух рентгеновских источников - кандидатов в черные дыры; открытие квазипериодических осцилляции рентгеновского потока от кандидатов в черные дыры; открытие трех ярчайших рентгеновских Новых, общепризнанных ныне кандидатов в черные дыры; построение уникальных карт Центральной области нашей Галактики в рентгеновских и гамма-лучах; открытие первого источника в нашей Галактике, дающего направленные выбросы, видимая скорость движения которых превышает скорость света.
Были открыты более двух десятков неизвестных ранее рентгеновских источников. Собрана замечательная коллекция спектров излучения черных дыр и нейтронных звезд - рентгеновских пульсаров и барстеров. Зарегистрировано более 250 космических гамма-всплесков. КА 'Гранат' проводил патрульное слежение за активностью нашего Солнца, им был зафиксирован синтез дейтерия в ядерных реакциях на его поверхности во время ярчайших солнечных вспышек. Проводился обзор неба в жестких рентгеновских лучах.
Результаты исследований характеризуют источники рентгеновского и гамма излучений, расположенных в области составляющей 80% небесной сферы. Они легли в основу более 200 опубликованных научных работ.
