Международная орбитальная астрофизическая обсерватория проекта 'Радиоастрон' (космический комплекс 'Спектр-Р') является головным из серии космических комплексов 'Спектр', создаваемых с использованием базового модуля 'Навигатор'.
Космический комплекс 'Спектр-Р' предназначен для создания высокоапогейного искусственного спутника Земли с радиотелескопом большого диаметра на борту с целью проведения совместно с земными радиотелескопами фундаментальных астрономических исследований на базе интерферометра Земля-Космос с размерами, намного превосходящими диаметр Земли.
- Назначение астрофизика
- Статус эксплуатация,
- Объект исследований Вселеная
- Дата запуска 2011-07-18
- Космодром Байконур
- Средства выведения РН "Зенит", РБ "Фрегат-СБ"
- Масса аппарата 3850 кг
- Рабочая орбита ВЭО, 330 000 х 600 км
- Срок активного существования Не менее 5 лет
- изучение галактик и квазаров в радиодиапазоне;
- изучение структуры и динамики районов, непосредственно прилегающих к массивным черным дырам;
- изучение черных дыр и нейтронных звезд в нашей Галактике;
- измерение расстояний и скоростей пульсаров и других галактических источников;
- изучение структуры межзвездной плазмы;
- изучение эволюции компактных внегалактических источников;
- определение фундаментальных космологических параметров.
Космический аппарат 'Спектр-Р' включает в свой состав:
- базовый служебный модуль 'Навигатор';
- бортовой комплекс научной аппаратуры - космический радиотелескоп (КРТ);
- комплекс научного эксперимента 'Плазма-Ф';
- блок преобразования интерфейсов.
Конструктивно БМ 'Навигатор' представляет собой восьмигранный корпус, на гранях которого закреплены:
- элементы двигательной установки,
- панели батареи фотопреобразователей с приводами поворота,
- радиаторы системы обеспечения теплового режима.
К нижнему торцу корпуса крепится тепловая сотопанель, на которой установлена практически вся аппаратура базового модуля.
На верхний торец корпуса устанавливается целевая аппаратура - космический радиотелескоп.
В состав БМ 'Навигатор' входят следующие основные системы:
- бортовой комплекс управления (БКУ);
- бортовая аппаратура командно-измерительной системы (БА КИС);
- антенно-фидерная система (АФС);
- телеметрическая система (ТМС);
- система ориентации солнечной батареи (СОСБ);
- система электроснабжения (СЭС);
- двигательная установка (ДУ);
- система обеспечения теплового режима (СОТР);
- система управления остронаправленной антенны (СУ ОНА).
Бортовой комплекс научной аппаратуры космического радиотелескопа (БКНА КРТ) предназначен для проведения астрофизических исследований.
КРТ обеспечивает:
- прием слабых радиосигналов от астрономических радиоисточников в диапазонах длин волн 92 см, 18 см, 6 см и 1,35 см;
- преобразование этих сигналов в цифровую форму;
- передачу цифрового потока данных на Землю.
КРТ работает в радиометрическом и интерферометрическом режимах. В состав БКНА КРТ входят:
- радиоэлектронный комплекс КРТ (РЭК КРТ);
- антенна КРТ;
- высокоинформативный научный радиокомплекс (ВИРК).
Радиоэлектронный комплекс КРТ включает в себя:
- фокальный модуль ФМ (фокальный узел и фокальный контейнер) КРТ;
- приборный модуль ПМ (научный контейнер и водородные стандарты частоты БВСЧ).
Фокальный модуль (ФМ) располагается в фокальной области рефлектора и содержит фокальный узел (ФУ) с охлаждаемыми радиационной системой охлаждения блоком антенных облучателей и малошумящими усилителями (МШУ) диапазонов 1,35 см, 6 см, 18 см и фокальный контейнер с приемной аппаратурой, предназначенный для:
- приема сигналов от двухканальных МШУ диапазонов 1,35 см, 6 см, 18 см и от двухполяризационного антенного облучателя диапазона 92 см;
- формирования гетеродинных частот;
- приема команд управления из научного контейнера и от систем КА;
- выбора и передачи на промежуточной частоте принятых и калиброванных сигналов в научный контейнер.
Приборный модуль (ПМ) располагается под антенной, является ее несущей конструкцией и включает в себя:
- ферму;
- научный контейнер;
- водородные стандарты частоты (Н-мазер).
- Антенна КРТ состоит из следующих частей:
- антенный рефлектор;
- блок антенных облучателей.
Аппаратура ВИРК включает в себя:
- передающее устройство на 15,0 ГГц для передачи научной информации КРТ - 2 комплекта;
- приемное устройство на 7,2 ГГц, входящее в состав приемоответчика (транспондера) - 2 комплекта;
- передающее устройство на 8,4 ГГц, входящее в состав приемоответчика - 2 комплекта;
- блок логики и коммутации - 1 шт.
Комплекс научного эксперимента (КНЭ) 'Плазма-Ф'
КНЭ 'Плазма-Ф' предназначен для:
- мониторирования основных параметров среды, а именно - плазмы солнечного ветра, межпланетного магнитного поля и потоков энергетических частиц ('космическая погода');
- исследования турбулентности плазмы и поля межпланетной среды с очень высоким временным разрешением.
Комплекс научного эксперимента 'Плазма-Ф' состоит из:
- магнитометра ММФФ, имеющего датчики феррозондового и индукционного типов и штангу для их установки;
- быстрого монитора солнечного ветра - БМСВ;
- монитора электронов и протонов - МЭП;
- системы сбора научной информации - ССНИ-2.
Прибор ММФФ предназначен для измерения магнитных полей в космической плазме в области низких и высоких частот.
Прибор БМСВ предназначен для измерения потока ионов и определения концентрации, скорости как вектора (т.е. модуля и направления) и температуры в невозмущенном солнечном ветре или в магнитослое Земли.
Прибор МЭП предназначен для измерений энергий протонов и электронов.
Прибор ССНИ-2 (система сбора научной информации) предназначен для сбора информации от научных приборов комплекса 'ПЛАЗМА-Ф', обработки ее по определенным алгоритмам, хранения и подготовки для передачи на Землю через ТМС КА.
Космический аппарат выполнил все основные возложенные на него функции и продолжает работать в качестве источника данных для научных исследований. За время работы был зафиксирован целый ряд достижений и получены ценные научные результаты.
Ядра квазаров оказались ярче, чем считалось ранее, что требует переосмысления механизма излучения джетов (струи плазмы, вырывающиеся из центров (ядер) таких астрономических объектов, как активные галактики, квазары и радиогалактики) в далеких галактиках. Межзвездная среда, которая по всем предсказаниям теоретиков до запуска Радиоастрона в космос должна была привести к сильнейшему искажению, расплыванию и ослаблению излучения пульсаров, этого не делает. В результате, радиоастрономам удастся значительно улучшить теорию межзвездной среды и понимание структуры ее неоднородностей'.
КА 'Спектр-Р' был достигнут абсолютный рекорд углового разрешения в мировой астрономии.
Научные задачи эксперимента 'Плазма-Ф' включали в себя мониторинг межпланетной среды и исследование вариаций солнечного ветра в диапазоне от суток до долей секунды с рекордно высоким временным разрешением в 30 мс, что на порядок лучше всех прежних российских и зарубежных экспериментов.
Благодаря этому удалось обнаружить излом в частотном спектре турбулентности на частоте около 1 Гц, соответствующий масштабу разворота протона в межпланетном магнитном поле (около 1000 км) и разделяющий инерциальный и диссипативный режимы турбулентности. Этот излом спектра предсказывался теоретически, но никогда еще не наблюдался. В этом эксперименте удалось также впервые измерить толщину фронтов межпланетных ударных волн, варьирующую в пределах 50 - 500 км.
Вблизи этих фронтов наблюдались интенсивные квазигармонические осцилляции всех параметров плазмы, включая направление потока. Были обнаружены также быстрые (в диапазоне нескольких секунд) и большие вариации содержания ионов гелия в солнечном ветре, что может свидетельствовать о весьма мелкой (менее 10 000 км) структуре ('зернистости') солнечной короны в области зарождения солнечного ветра.
