Космическая обсерватория 'Миллиметрон' (проект 'Спектр-М') с космическим телескопом с диаметром главного зеркала 10 м предназначена для исследования различных объектов Вселенной в миллиметровом, субмиллиметровом и дальнем инфракрасном диапазонах спектра, как с ультравысокой чувствительностью (режим одиночного телескопа), так и со сверхвысоким угловым разрешением (в режиме интерферометра) - до 30 наносекунд дуги.
Высокая чувствительность достигается за счет глубокого охлаждения зеркальной системы телескопа и приемной аппаратуры. Высокое угловое разрешение обеспечивается благодаря расположению обсерватории в районе точки Лагранжа L2 системы Солнце-Земля, находящейся на 1.5 млн. км от Земли в антисолнечном направлении. Ключевые научные задачи обсерватории 'Миллиметрон' нацелены на решение фундаментальных астрофизических проблем.
Заказчик: Российская Академия наук, Федеральное космическое агентство
Головной исполнитель: ФГУП 'НПО им. С.А. Лавочкина'
Разработчик комплекса научной аппаратуры: Астрокосмический центр ФИАН
- Назначение астрофизика
- Статус в разработке, перспектива,
- Объект исследований Вселенная
- Дата запуска 2023 год
- Космодром Байконур
- Средства выведения РН 'Ангара-А5' + РБ КВТК или 'Протон-М' + РБ 'Бриз-М'
- Масса аппарата 6600
- Рабочая орбита гало-орбита в окрестности L2 системы Земля-Солнце с периодом 180 суток
- Срок активного существования 10 лет
- Изучение молекулярного состава и физических условий в атмосферах планет и их спутников;
- Изучение пылевой составляющей межпланетной среды, а также объектов в Поясе Ван Аллена и в Облаке Оорта;
- Спектрополяриметрия, картографирование и изучение переменности различных типов звезд, а таже нейтронных и возможных кварковых звезд в Галактике;
- Экзопланеты: детектирование и исследование областей формирования звезд. Поиск признаков жизни во Вселенной;
- Изучение субмиллиметровых мазеров;
- Распределение темной материи в Млечном Пути и Местной Группе галактик;
- Строение, динамика и эволюция газопылевой составляющей в галактиках и квазарах; вспышки звездообразования, мегамазеры;
- Обнаружение первых галактик во Вселенной и изучение их эволюции;
- Поиск признаков возможной астро-инженерной деятельности (SETI) во Вселенной.
- Изучение сверхновых в далеких галактиках и определение космологических параметров Вселенной;
- Изучение химической эволюции галактик.
- Изучение диаграммы Хаббла в субмиллиметровом диапазоне волн.
- Определение угловых флуктуаций реликтового фона в субмиллиметровом диапазоне волн.
- Изучение ранних стадий эволюции Вселенной от эпох рекомбинации и ре-ионизации, появления первых звезд и галактик, а также первичных черных дыр и 'кротовых нор'.
- Изучение физических процессов в ядрах активных галактик в области горизонта событий сверхмассивных черных дыр.
Космическая обсерватория и функционирующий на ее основе интерферометр с угловым разрешением до 30 наносекунд дуги дадут возможность получения уникальной информации о глобальной структуре Вселенной, о строении и эволюции галактик, их ядер, звезд и планетных систем, а также об органических соединениях в космосе, объектах со сверхсильными гравитационными и электромагнитными полями.
Космический аппарат 'Миллиметрон' будет работать в двух режимах:
- В режиме однозеркального телескопа (SDM). Как телескоп очень высокой чувствительности с угловым разрешением в несколько угловых секунд для исследования компактных астрономических объектов (непрерывных спектров и спектральных линий в диапазоне длин волн 0.02-0,8 мм, их поляризации и варьируемости) и съемки ближайших окрестностей.
- В режиме интерферометра 'Космос-Земля' (SEIM) Как инструмент для исследования очень компактных астрономических источников с высоким угловым разрешением и очень высокой яркостной температурой (их размеры, структура, динамика, параллаксы, прямое движение) в диапазоне длин волн 0.3-17 мм.
Достижение обсерваторией 'Миллиметрон' заявленных характеристик осуществимо при решении основных задач:
- создание сверхчувствительной приемной аппаратуры;
- обеспечение глубокого (от 0.1 до 4.5 К) пассивно-активного охлаждения зеркальной системы и приемников;
- изготовление высокоточного размеростабильного 10-метрового главного зеркала;
- создание систем автоматической адаптации и контроля элементов;
- обеспечение перехода на гало-орбиту в окрестности точки либрации L2.
Длительность миссии обсерватории 'Миллиметрон' рассчитана на 10 лет, из них только 3 года пассивно-активная система охлаждения будет обеспечивать охлаждение зеркальной системы и приемной аппаратуры космического телескопа-Миллиметрон обсерватории до 4.5 К. Это позволит обеспечить, в сочетании с большой собирающей площадью зеркала КТ-М, на этот период его беспрецедентно высокую чувствительность.
Использование КТ-М обсерватории 'Миллиметрон' в интерферометрическом режиме с наземными телескопами ('ALMA', 'SMA' и др.), а в перспективе и с космическими телескопами, позволит реализовать угловое разрешение в тысячи раз более высокое по сравнению с тем, которое может быть получено на наземных интерферометрах.
Реализация работы КТ-М в двух режимах позволит получить более точные и детализированные результаты исследований.
Следует подчеркнуть, что некоторые направления исследований в режимах радиоинтерферометра Земля-Космос и одиночного телескопа перекрываются, но относятся к исследованиям с различным угловым разрешением.
- бортовой комплекс научной аппаратуры (БКНА-М) в качестве полезной нагрузки (обсерватория 'Миллиметрон');
- модуль служебных систем (МСС) 'Навигатор-СМ', создаваемый на основе базового модуля 'Навигатор'.
Космический аппарат 'Спектр-М' доставляется на орбиту в транспортной конфигурации. Для обеспечения его размещения в габаритах зоны полезной нагрузки под головным обтекателем ракеты-носителя все крупногабаритные элементы БКНА-М выполняются трансформируемыми.
Космический телескоп является инструментом обсерватории 'Миллиметрон'.
Основными элементами конструкции КТ-М являются: составное главное зеркало диаметром 10 м, состоящее из стационарного центрального зеркала диаметром 3 м и 24-х трансформируемых лепестков, контррефлектор, криоэкран, теплозащитные экраны и силовые конструкций.
Процесс функционирования КТ-М обсерватории 'Миллиметрон' предполагает следующие мероприятия:
- наведение на исследуемый объект поворотом всего КА средствами модуля служебных систем;
- стабилизация в пространстве в течение сеанса наблюдений средствами модуля 'Навигатор-СМ' и БКНА-М.
