18 июля исполнится два года с момента запуска космического радиотелескопа 'Спектр-Р' на орбиту. За это время специалистами НПО им. С.А. Лавочкина и смежными организациями, такими как Астрокосмический центр Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (АКЦ ФИАН), Институт космических исследований РАН, Европейское космическое агентство и многими другими, была проделана большая работа.

В преддверии двухлетия успешного функционирования космического радиотелескопа (КРТ) 'Спектр-Р' на орбите, ученые поделились основными научными результатами амбициозного международного проекта 'РадиоАстрон'. В большом конференц-зале ФГУП 'НПО им. С.А. Лавочкина' состоялось несколько заседаний научно-технического совета (НТС), посвященных подведению итогов второго года жизни КРТ.

Радиоинтерферометрия

На первую встречу были приглашены ученые Астрокосмического центра Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, работники предприятий космической отрасли, специалисты НПО им. С.А. Лавочкина.

Со вступительным словом перед собравшимися выступил Генеральный директор ФГУП 'НПО им. С.А. Лавочкина' Виктор Владимирович Хартов. Он рассказал какой непростой путь удалось пройти с момента зарождения идеи создания космического интерферометра (проект 'РадиоАстрон'), до ее успешной реализации и практических результатов.

На НТС также присутствовал один из авторов идеи радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой, академик, директор АКЦ ФИАН Николай Семенович Кардашев. 'Надо сказать, что впервые удалось построить телескоп, как единый физический инструмент: интерферометр с наземными радиотелескопами, размеры которого сопоставимы с расстоянием от Земли до Луны. Такой инструмент для изучения космоса никто, никогда еще не создавал. Он дает возможность, разглядеть и понять размеры далеких объектов вселенной и исследовать протекающие там процессы' - отметил ученый.

Затем о результатах, достигнутых за время нахождения на орбите космического радиотелескопа (КРТ) 'Спектр-Р', рассказал доктор физико-математических наук, руководитель научной программы 'РадиоАстрон' (АКЦ ФИАН) Юрий Юрьевич Ковалев. Начал он с первых результатов ранней научной программы. 'Наблюдения с помощью КРТ - уникального инструмента для радиоастрономии, уже преподнесли ученым немало сюрпризов, - подчеркнул исследователь. - Ядра квазаров оказываются ярче, чем считалось ранее, и это 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'.

Говоря про формальные рекорды, он уточнил, что их уже сейчас достаточно много. 'Первый успешный наземно-космический интерферометр на 92 и 1.3 см, первый водородный стандарт частоты российского производства успешно работают на орбите уже почти два года, достигнут абсолютный рекорд углового разрешения в мировой астрономии. Это ли не повод радоваться и ожидать новых открытий от ключевой научной программы проекта, которая стартует в июле 2013 года и включает в себя реализацию семи наиболее интересных задач по исследованию активных галактик, сверхмассивных черных дыр, пульсаров, мазеров, межзвездной среды, транзиентных объектов и вопросов гравитации?' - сказал Ю.Ю. Ковалев.

Эксперимент 'Плазма-Ф'

О результатах выполняемого на борту КРТ 'Спектр-Р' плазменно-волнового эксперимента 'Плазма-Ф', рассказал в своем докладе на тему 'Солнечный ветер как лаборатория турбулентности' член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, заведующий отделом физики космической плазмы ИКИ РАН (Институт космических исследований) Анатолий Алексеевич Петрукович. Выступление состоялось также в стенах НПО Лавочкина.

Эксперимент 'Плазма-Ф' имеет как прагматическую цель - непрерывный мониторинг межпланетной среды (как часть 'Космической погоды'), так и исследовательскую - изучение высокочастотной турбулентности межпланетной среды и магнитосферы Земли. Измерения получены двумя основными приборами: монитором потоков энергичных частиц МЭП и быстрым монитором солнечного ветра БМСВ. Основной особенностью этих измерений является очень высокое временное разрешение, позволившее обнаружить ряд новых свойств солнечного ветра и потоков энергичных частиц.

Солнечный ветер - это поток плазмы и магнитного поля, испускаемый Солнцем постоянно и во все стороны и образующий гелиосферу, окруженную межзвездным веществом. Солнечный ветер и межпланетное магнитное поле взаимодействуют с магнитосферой Земли, передавая ей энергию возмущений от Солнца. Магнитные бури - это периоды аномально сильного взаимодействия, связанные с солнечными вспышками и выбросами плазмы из Солнца.

Типичная скорость солнечного ветра - 400 км/с (т.е. расстояние от Солнца до Земли он проходит за трое суток). Типичная концентрация на орбите Земли 5-10 частиц в см3. Длина свободного пробега протонов солнечного ветра больше расстояния Земля-Солнце, т.е. солнечный ветер - 'бесстолкновительная' среда характерная для космической плазмы, но недостижимая в лабораторных условиях на Земле, чем и объясняется большой интерес к его изучению.

Солнечный ветер и межпланетное магнитное поле взаимодействуют с магнитосферой Земли, передавая ей энергию возмущений от Солнца. Магнитные бури - это периоды аномально сильного взаимодействия, связанные с солнечными вспышками и выбросами плазмы из Солнца.

В бесстолкновительной плазме солнечного ветра взаимодействие между частицами осуществляется с помощью волн, образующих каскад возмущений на различных пространственных масштабах от миллионов км, до десятков и сотен км.

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 мсек. (на один-два порядка 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.

На основе анализа первых результатов измерений в эксперименте 'Плазма-Ф' на космическом аппарате 'Спектр-Р' показано, что этот эксперимент успешно решает задачи мониторинга параметров межпланетной среды и магнитосферы Земли и исследования их турбулентности в секундном и субсекундном диапазонах.

Напомним, что основной частью проекта 'РадиоАстрон' является космический радиотелескоп 'Спектр-Р', созданный в НПО им. С.А. Лавочкина на базе космической платформы 'Навигатор'. Спектр-Р работает на высокоэллиптической орбите (350 тыс. км от Земли), что позволяет ему обеспечивать создание самой длинной радиоинтерферометрической базы на сегодняшний день.

По информации пресс-службы НПО имени С.А. Лавочкина, АКЦ ФИАН и ИКИ РАН.

По сообщению Астрокосмического центра ФИАН, тринадцать заявок от примерно 200 исследователей из 18 стран мира (Россия, США, Германия, Астралия, Италия, Нидерланды, Великобритания, Украина, Испания, Япония, Южная Корея, Южная Африка, Польша, Китай, Венгрия, Мексика, Индия, Греция) были получены в рамках объявленного открытого конкурса Ключевой Научной Программы РадиоАстрон на период времени июль 2013 г. - июнь 2014 г. AO-1. В частности, российские заявители представляют четыре института Российской академии наук (ФИАН, ИПА, ИКИ и ГАО Пулково) и два университета (МГУ и УрФУ).

Для максимально эффективного использования ресурсов космического телескопа, ученым рекомендовалось создать консорциумы для решения задач в рамках ключевой научной программы, и с этой целью миссия провела рабочее совещание в Бонне в декабре 2012 г. Полные заявки поданы к 8 февраля 2013 г. Суммарный запрос на наблюдательное время составил 1,8 тысяч часов. Возможность технической реализации заявок была проанализирована миссией. Научная экспертиза предложенных проектов была осуществлена международным научным советом экспертов РадиоАстрон и результаты утверждены руководителем проекта РадиоАстрон академиком Н. С. Кардашевым. В международный совет экспертов РадиоАстрон входят: Phil Edwards (председатель, CSIRO, Австралия), Tim Pearson (Caltech, США), Михаил Попов (АКЦ ФИАН, Россия), Richard Porcas (MPIfR, Герма- ния), Elaine Sadler (Университет Сиднея, Австралия) и Mark Reid (Harvard-Smithsonian CfA, США). Ниже приведен список семи программ, отобранных для наблюдений в рамках периода AO-1, в порядке приоритета, начиная с наивысшего.

Группа A:

- 'Обзорядер активных галактик с наивысшим угловым разрешением', PI: Юрий Ковалев (АКЦ ФИАН, Россия)

- 'Исследования пульсаров с РадиоАстрон', PI: Carl Gwinn (Университет Калифорнии в Санта Барбаре, США)

Группа B:

- 'Структура ядер в близких галактиках с разрешением 3-500 радиусов Шварцшильда', PI: Tuomas Savolainen (Институт радиоастрономии общества Макса Планка, Германия)

- 'Магнитные поля в джетах активных галактик', PI: James Anderson (Институт радио- астрономии общества Макса Планка, Германия)

Группа C:

- 'Внутренняя структура и физика компактных джетов в активных галактиках', PI: Mane Perucho (Университет Валенсии, Испания)

- 'Наблюдения радиотранзиентов при помощи наземно-космической интерферометрии' PI: Кирилл Соколовский (АКЦ ФИАН и ГАИШ МГУ, Россия)

- 'Исследования водяных и гидроксильных мазеров с экстремальным угловым разрешением', PI: Андрей Соболев (Уральский Федеральный Университет, Россия)

Обзор ядер активных галактик с наземно-космическим интерферометром РадиоАстрон продолжает приносить интереснейшие результаты. Список объектов исследования пополнили известные квазары 3C273 и 3C279, первый из которых привел Мартина Шмидта (Caltech) в 1963 году к открытию квазаров, в то время как для обоих объектов несколько позднее международныя группа астрофизиков открыла кажущееся сверхсветовое движение скустков плазмы в релятивистских струях.

РадиоАстрон успешно зарегистрировал излучение обоих объектов на больших наземно-космических базах. Более того, 3C273 позволил РадиоАстрон превзойти абсолютный рекорд по угловому разрешению, принадлежавший ранее наземной РСДБ системе, работавшей на 1.3 мм. Сигнал от квазара на длине волны 1.3 см зарегистрирован на базе интерферометра в 8.1 диаметров Земли, реализуя угловое разрешение в 27 микросекунд дуги. См. рисунок 1.

На более длинных волнах в 18 и 6 см, интерферометру удалось зарегистрировать излучение многих компактных ядер в рамках продолжающегося обзора вплоть до 20 диаметров Земли.

В начале февраля 2013 г. успешно проведены первые наблюдения одной из близких активных галактик M87 в созвездии Девы. Для нее угловое разрешение РадиоАстрон сравнимо с ожидаемым размером тени центральной сверхмассивной черной дыры согласно предсказаниям теории. В этом эксперименте впервые приняла участие фазированная решетка VLA NRAO (США) после ее модернизации. Наблюдения прошли успешно. Научная группа продолжает обработку данных.

Рис 1. Рекордное обнаружение ультра-компактного ядра в квазаре 3C273 наземно-космическим интерферометром РадиоАстрон. На традиционной диаграмме представлена величина отклика в зависимости от запаздывания (delay) и частоты интерференции (fringe rate). Диапазон наблюдений 1.3 см, база интерферометра 8 диаметров Земли (7.6 гига длин волн), наблюдения РадиоАстрон-GBT 2 февраля 2013 г.

Пульсары на больших базах интерферометра и межзвездная среда

При распространении радиоизлучения через неоднородную межзвездную плазму возникает ряд эффектов: увеличение угловых размеров источника излучения, увеличение длительности импульса пульсара, искажения спектра радиоизлучения, модуляция интенсивности приходящих импульсов со временем (мерцания). Эти эффекты получаются в результате интерференции лучей, приходящих в точку наблюдения разными путями из-за преломления на неоднородностях межзвездной плазмы, образующих случайным образом рассеивающие или собирающие 'линзы'. Для далеких пульсаров современная теория, трактующая перечисленные выше эффекты рассеяния, предсказывает подавление амплитуды ожидаемого интерференционного отклика до величин, лежащих далеко за пределами чувствительности интерферометра Радиастрон.

Рис 2. Рисунок показывает структуру отклика, полученного интерферометром РадиоАстрон-GBT на длине волны 92 см от далекого пульсара B0329+55, находящегося на расстоянии 6 тысяч световых лет. Для источника, не подвергшегося эффектам рассеяния, на представленной диаграмме должен быть единственный пик. На самом деле наблюдается тесный ансамбль интерференционных откликов, каждый из пиков которого соответствует интерференции лучей, прошедших через свою комбинацию преломлений на неоднородностях плазмы.

На прилагаемом рисунке продемонстрирован новый результат, полученный по далекому пульсару В0329+54, находящемуся на расстоянии в 2 килопарсека. Рисунок показывает структуру интерференционного отклика на традиционной диаграмме запаздывание (delay) -- частота интерференции (fringe rate). Для обычного источника, не подвергшегося эффектам рассеяния, на этой диаграмме должен быть единственный пик. На самом деле наблюдается тесный ансамбль интерференционных откликов, каждый из пиков которого соответствует интерференции лучей, прошедших через свою комбинацию преломлений на неоднородностях плазмы. Представленная диаграмма получена на частоте 316 МГц в канале с правой круговой поляризацией на интерференционной базе между 100-м радиотелескопом GBT Национальной радиоастрономической обсерватории США в Грин Бэнке и космическим радиотелескопом при удалении в 290 000 км и при проекции базы интерферометра в 150 000 км. Наблюдаемая интерференционная структура медленно меняется со временем с характерным масштабом около 100 секунд.

Современная трактовка эффектов рассеяния при распространении радиоволн через неоднородную межзвездную плазму в нашей галактике предсказывала, что длинноволновое радиоизлучение от пульсаров и квазаров будет размываться и, в результате, РадиоАстрон не сможет зарегистрировать от них коррелированный сигнал на больших наземно-космических базах для длин волн 18 и 92 см. Полученные результаты опровергают это предсказание и полностью меняют имеющиеся представления о структуре неоднородностей межзвездной плазмы в нашей галактике.

Галактические водяные мазеры

В рамках ранней научной программы РадиоАстрон был обнаружен коррелированный сигнал от водяного мазера в области формирования массивных звезд W3~IRS5, расположенной на расстоянии 1.83 килопарсеков в спиральном рукаве Персея нашей Галактики. Коррелированный сигнал был получен между космическим радиотелескопом 'Спектр-Р' проекта РадиоАстрон и наземными телескопами: 40-м радиотелескопом в Йебесе (Испания) и 32-м радиотелескопом в Торуни (Польша). Сеанс интерферометрических наблюдений проводился 2 февраля 2013 г. Проекция базы наземно-космического интерферометра составляла около 5.42 диаметра Земли, что обеспечило угловое разрешение до 40 микросекунд дуги. На расстоянии W3~IRS5 от Земли это соответствует линейному разрешению 0.074 астрономической единицы (11 миллионов километров или 8 диаметров Солнца).

Рис 3. W3 IRS5: Кросс-корреляционный спектр мазерного излучения воды на длине волны 1.3 см от компактной детали, полученный между 10-м космическим радиотелескопом и наземными телескопами: 40-м радиотелескопом в Йебесе (справа) и 32-м радиотелескопом в Торуни (слева). Время накопления составляет 570 секунд. По осям отложены: нормализованная амплитуда коррелированного сигнала и фаза в радианах в зависимости от частоты спектральной детали в МГц. Величина проекции базы интерферометра составляла 5.42 диаметра Земли для базы Йебес-КРТ и 5.28 для базы Торунь-КРТ.

Рис 4. Интерференционный отклик мазерного излучения воды на длине волны 1.3 см от области звездообразования W3~IRS5 по наблюдениям РадиоАстрон с испанским телескопом Йебес. По вертикальной оси: амплитуда коррелированного сигнала, горизонтальные оси: остаточные величина частоты интерференции (fringe rate) и спектральная частота (frequency).

В этом эксперименте установлен рекорд углового разрешения, когда либо полученного при исследовании космических мазеров, см. рисунки 3-5. Такие исследования имеют очень важное значение для понимания механизмов образования мазерного феномена, который позволяет изучать свойства материи в экстремально сильном поле излучения, в среде с сильными отклонениями от равновесного состояния. Понимание механизмов накачки, а также условий в среде, при которых эти механизмы эффективно работают, имеет принципиальное значение для построения цельной картины процесса звездообразования.

Рис 5. То же самое, что Рисунок 4, но на базе РадиоАстрон с польским телескопом Торунь.

(По информации пресс-службы НПО им. С.А. Лавочкина и АКЦ ФИАН)

Наземно-космический интерферометр 'РадиоАстрон' продолжает исследовать неизведанную территорию - изучать ядра активных галактик со сверхвысоким угловым разрешением. Интерферометр успешно зарегистрировал ядра галактик BL Ящерицы, а также объекты в созвездиях Жирафа, Рака, Гидры и др. на базах от 6 до 11 диаметров Земли в диапазонах 6 и 18 см. Для многих из этих объектов оценки яркостной температуры дают значения около 10 триллионов Кельвинов (10 в 13 степени), что превысило ожидаемые астрономами параметры, это крайне важно для исследования физики излучения в ядрах галактик. Такие открытия могут в будущем заставить ученых пересмотреть свои представления о физике Вселенной.

По словам специалистов Астрокосмического центра ФИАН (АКЦ ФИАН), итогом обзора ядер активных галактик, будет составление каталога галактик, изученных РадиоАстроном. Ранняя версия такого 'атласа' уже сформирована в группе, проводящей обзор.

В рамках ранней научной программы были проведены успешные наблюдения водяного мазера в созвездии Цефея. Этот объект находится на расстоянии 720 парсек от Солнца и содержит молодое скопление массивных звезд и протозвезд - так называемые 'звездные ясли', в окрестностях которых образуется мазерное излучение (этот тип электромагнитного излучения обладает очень узким спектром и высокой интенсивностью, поэтому является удобным объектом для изучения). Сигнал был получен между космическим радиотелескопом 'Спектр-Р' (основное звено проекта 'РадиоАстрон') и 40-м наземным радиотелескопом в Йебесе (Испания) в рамках интерферометрического сеанса. Проекция базы наземно-космического интерферометра составляла рекордное для наблюдений мазеров значение - около 3.5 диаметра Земли, что обеспечило угловое разрешение до 60 микросекунд дуги.

Рис. 1- Кросс-корреляционный спектр компактной детали (соответствует самой низкочастотной детали в полном спектре), полученный в комбинации из 10-м космического радиотелескопа (КРТ) и 40-м радиотелескопа в Йебесе. Время накопления составляет 570 секунд. По осям отложены: коррелированный поток излучения в относительных единицах и фаза в радианах в зависимости от частоты покоя спектральной детали в МГц, приведенной к центру Земли.

Рис. 2- Квазар 0748+126, диапазон 1.3 см, проекция базы КРТ-GBT около 4.3 диаметров Земли, отношение сигнал-шум около 8.

(По информации пресс-службы НПО им. С.А. Лавочкина и АКЦ ФИАН)

Сигналы российской космической станции 'Спектр-Р' теперь будут приниматься еще одной станцией слежения и приема информации, принадлежащей американской обсерватории 'Грин Бэнк'. Соответствующий документ был подписан представителями Астрокосмического центра ФИАН и Национальной Радиоастрономической обсерватории США Грин Бэнк (Green Bank, National Radio Astronomy Observatory, NRAO).

Испытания по наведению бортовой передающей антенны космического аппарата 'Спектр-Р' на этот телескоп и приему ее сигнала успешно ведутся уже с ноября 2012 года.

'Надеемся ввести ее в эксплуатацию весной 2013 г. в дополнение к активно работающей уже более года станции слежения в Пущино. Это позволит примерно в два раза увеличить объем доступного наблюдательного времени РадиоАстрон', - сообщил директор АКЦ ФИАН Николай Кардашев.

Как сообщает Астрокосмический центр Физического института Академии Наук (АКЦ ФИАН), с середины 2013 года проект 'РадиоАстрон' переходит на наблюдения в рамках открытого конкурса заявок. Любой научный коллектив в мире может участвовать в конкурсе. Отбор заявок производится независимым международным советом экспертов с учетом научной значимости и технической реализуемости предложенных исследований.

На данный момент завершился первый из трех этапов подачи заявок. До 17 октября с.г. научные коллективы должны были подать 'Письма о намерениях', описывая основную идею проекта и объем необходимого наблюдательного времени. Отметим, что мировое сообщество астрофизиков активно откликнулось на объявление первого открытого конкурса миссии 'РадиоАстрон'. Было получено 31 'Письмо о намерении' провести исследования с общим запросом по наблюдательному времени около 4,5 тысяч часов, что превышает предварительную оценку АКЦ ФИАН по доступному объему наблюдательного времени РадиоАстрона примерно в 4 раза.

На втором этапе научные коллективы соберутся вместе (3-4 декабря 2012 г. в Институте радиоастрономии общества Макса Планка, Бонн, Германия) для обсуждения предлагаемых идей и формирования международных консорциумов по тем или иным направлениям ключевых научных программ миссии 'РадиоАстрон'. Финальные полные заявки от сформированных коллективов на период времени с июля 2013 года по июнь 2014 года включительно ожидаются к 1 февраля 2013 г. Участие в первом и втором этапах призвано помочь коллективам ученых подготовить наиболее продуманную и технически реализуемую заявку, однако, оно не является обязательным (см. подробнее http://www.asc.rssi.ru/radioastron/ao-1/ao1.html )

Немного статистики. Около 160 соавторов из 18 стран мира прислали 'Письма о намерении', заявив о своем желании принять участие в наблюдениях. Около 50 из них планируют участвовать в совещании 3-4 декабря этого года, представляя свои проекты. Максимальное количество авторов - 34, из Росии, следом идут Австралия, Германия и США с примерно 20 учеными на страну. Научная тематика полученных заявок охватывает очень широкий спектр научных задач миссии. Среди них - исследования ядер активных галактик (наибольшее количество заявок), источников мазерного излучения, пульсаров, межзвездной среды, транзиентных быстровспыхивающих объектов. Некоторые заявки посвящены проблемам астрометрии, гравитации и космологии.

Напомним, что основной частью проекта 'РадиоАстрон' является космический радиотелескоп 'Спектр-Р', созданный в НПО им. С.А. Лавочкина на базе космической платформы 'Навигатор'. Спектр-Р работает на высокоэллиптической орбите (390 тыс. км от Земли), что позволяет ему обеспечивать создание самой длинной радиоинтерферометрической базы на сегодняшний день.

Научными задачами проекта с использованием комплекса научной аппаратуры космического радиотелескопа являются:

• исследование структуры и физических процессов ядер активных галактик и квазаров;
• определение ограничений на космологические параметры Вселенной;
• изучение процесса образования звезд и планетных систем по космическим мазерам;
• исследование микроквазаров, пульсаров и межзвездной среды.

Космическая РСДБ (радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами) миссия 'РадиоАстрон', позволяет обнаруживать и исследовать объекты космического радиоизлучения с самым высоким угловым разрешением и строить их изображения.

(По информации пресс-службы НПО им. С.А. Лавочкина и АКЦ ФИАН)

9 октября 2012 года Астрокосмический центр ФИАН опубликовал новые научные результаты, полученные в ходе проведения ранней научной программы проекта 'РадиоАстрон'. В этот раз международной группе, которая занимается исследованием ядер активных галактик, удалось получить радиоизображение активной галактики 0716+714.

Первое изображение быстропеременной активной галактики 0716+714 было получено на длине волны 6.2 см по результатам наблюдений наземно-космического интерферометра 'РадиоАстрон' (космический радиотелескоп 'Спектр-Р' в связке с Европейской РСДБ сетью). В анализе использовались данные, полученные в течение наблюдательного сеанса длительностью более 24 часов, в котором участвовало около десятка крупнейших наземных радиотелескопов.

Изображение объекта типа BL Lacerta 0716+714 было получено при наблюдениях проведенных 14-15 марта 2012 года в рамках ранней научной программы РадиоАстрон по активным ядрам галактик. Помимо полученного видимого радиоизображения удалось измерить параметры ядра галактики, ширину струи в ее основании, которая составила около 70 микросекунд дуги или 0.3 парсека, и прочие астрофизические характеристики.

Ученые отмечают, что радиоинтерферометрия - довольно тяжелая экспериментальная область исследования, требующая много времени для обработки данных. Поэтому, время от эксперимента до публикации может составлять от года до нескольких лет.

Добавим, что примерно год назад, 27 сентября 2011 года, космический радиотелескоп 'Спектр-Р' (разработанный в НПО им. С.А. Лавочкина) зарегистрировал "первый свет" от остатка сверхновой Кассиопея А. За этот год наземно-космический радиоинтерферометр РадиоАстрон доказал свою стабильность и работоспособность во всех четырех диапазонах длин волн - 92, 18, 6 и 1.3 см.

(По информации пресс-службы НПО им. С.А. Лавочкина и АКЦ ФИАН)

Подпись к иллюстрации: Изображение быстропеременного объекта типа BL Lacerta 0716+714, полученное по данным наблюдений РадиоАстрон совместно с Европейской РСДБ сетью на длине волны 6.2 см. Карта восстановлена с круговой диаграммой направленности размером 0.5 миллисекунды дуги. Контуры проведены по уровню равной интенсивности с возрастанием для каждого следующего в два раза, начиная с 0.25 мЯн/луч, пик - 0.43 Ян/луч.

17 сентября 2012 года объявлен первый открытый конкурс приема научных заявок для наземно-космического интерферометра 'РадиоАстрон' на период наблюдений июль 2013 - июнь 2014 гг. включительно.

Научная программа проекта 'РадиоАстрон' состоит из трех главных частей: Ранняя научная программа (РНП), Ключевая научная программа (КНП) и Общее наблюдательное время (ОНВ). Ранняя научная программа проводится в настоящее время и запланирована до середины 2013 г. После ее завершения начнутся наблюдения по Ключевой научной программе. Главным направлением КНП будут области, в которых РадиоАстрон даст наибольший научный результат, и которые имеют потенциал на важные научные открытия.

В настоящий момент объявляется открытый конкурс заявок на эксперименты в рамках Ключевой научной программы на период наблюдений с июля 2013 г. по июнь 2014 г., включительно. Заявки для участия в КНП должны быть направлены в Астрокосмический центр Физического института Академии Наук (АКЦ ФИАН) до 17 октября 2012 г. включительно. Каждая группа, отправившая запросы, будет приглашена для обсуждения поданных заявок на рабочее совещание, запланированное на 3-4 декабря 2012 г. в институте радиоастрономии общества Макса Планка (г. Бонн, Германия).

Детали конкурса доступны для обсуждения на сайте проекта:
http://www.asc.rssi.ru/radioastron/ao-1/ao1.html

Отметим, что основной частью проекта 'РадиоАстрон' является космический радиотелескоп 'Спектр-Р', созданный в НПО им. С.А. Лавочкина на базе космической платформы 'Навигатор'. Спектр-Р работает на высокоэллиптической орбите (390 тыс. км от Земли), что позволяет ему обеспечивать создание самой длинной радиоинтерферометрической базы на сегодняшний день.

Научными задачами проекта с использованием комплекса научной аппаратуры космического радиотелескопа являются:
-исследование структуры и физических процессов ядер активных галактик и квазаров;
-определение ограничений на космологические параметры Вселенной;
-изучение процесса образования звезд и планетных систем по космическим мазерам;
-исследование микроквазаров, пульсаров и межзвездной среды.

Космическая РСДБ (радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами) миссия 'РадиоАстрон', позволяет обнаруживать и исследовать объекты космического радиоизлучения с самым высоким угловым разрешением и строить их изображения.

(По информации пресс-службы НПО им. С.А. Лавочкина и АКЦ ФИАН)

Ровно год назад, 18 июля, со стартовой площадки космодрома Байконур отправился на орбиту Земли космический радиотелескоп 'Спектр-Р'. Этот запуск стал знаковым событием в развитии космических исследований. Российские ученые, да и все международное научное сообщество, с большим интересом следили за результатами работы космического радиотелескопа в течение года. Ведь космический аппарат (КА) 'Спектр-Р' является сердцем амбициозного международного проекта 'РадиоАстрон', который позволяет 'видеть' Вселенную с уникально высокой точностью - миллионные доли угловой секунды.

За год работы специалистами НПО им. С.А. Лавочкина и смежными организациями, такими как Астрокосмический центр Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (АКЦ ФИАН), Европейское космическое агентство и многими другими, проделана огромная работа. Следствием этой работы стало успешное завершение летных испытаний и старт ранней научной программы проекта, результаты которой уже сейчас доступны во 'всемирной паутине'.

На интерферометре Радиоастрон - Земля проведены наблюдения 29 активных ядер галактик, 9 пульсаров (нейтронных звезд), 6 источников мазерных линий в районах образования звезд и планетных систем. В наблюдениях участвовали радиотелескопы России (ИПА), Украины, Австралии, Англии, Германии, Испании Италии, Нидерландов, США, Японии и Индии.

Итоги первого года жизни проекта 'РадиоАстрон' сегодня обсудили на пресс-конференции в офисе информационного агентства 'Интерфакс'. На встречу пригласили отцов-основателей - группу конструкторов и руководителей, под контролем которых проектировался РадиоАстрон. Вошли в это число начальник управления технической политики и качества Федерального космического агентства Михаил Хайлов, руководитель АКЦ ФИАН Николай Кардашов, главный конструктор НПО им. С.А.Лавочкина по опытно-конструкторской разработке 'Спектр-Р' Владимир Бабышкин, заместитель директора ФИАН Лариса Лихачева, заведующий лабораторией отдела космической радиоастрономии АКЦ ФИАН Михаил Попов и заведующий отделом физики космической плазмы ИКИ РАН, член-корреспондент РАН Анатолий Петрукович. Ученые и инженеры ответили на вопросы журналистов по теме 'Космический радиотелескоп "Спектр-Р" - год работы на орбите' и рассказали о перспективах развития российского научного космоса.

Годовщину со дня запуска КРТ отметили и на нашем предприятии. В конференц-зале опытно конструкторского бюро НПО им. С.А. Лавочкина прошло расширенное заседание, посвященное рассмотрению результатов первого года работы КРТ 'Спектр-Р' на орбите. Создатели проекта поздравили друг друга с первым успешным годом работы, пожелав довести начатое дело до логического завершения и приоткрыть тайны Вселенной.

Генеральный директор ФГУП 'НПО им. С.А. Лавочкина' В.В. Хартов также поздравил участников миссии 'РадиоАстрон' и пожелал всем успешной работы на благо российской космонавтики.

Поздравляем инженеров, конструкторов, разработчиков и всех тех, кто принимал участие в создании и реализации проекта 'РадиоАстрон'!

С февраля 2012 года в рамках ранней научной программы проекта 'РадиоАстрон' проводятся наблюдения в трех основных направлениях: исследования ядер (центров) активных галактик, космических мазеров и пульсаров (нейтронных звезд). Эти работы ведутся международными исследовательскими группами, координируемыми ведущей научной организацией проекта Астрокосмическим центром (АКЦ) ФИАН. С некоторыми результатами ранней научной программы можно ознакомиться уже сегодня.

Впервые проведен эксперимент, целью которого было картографирование компактного ядра галактики 0716+714. Участие в нем приняли телескопы европейской РСДБ сети, включая Российские системы 'Квазар-КВО', а также обсерватории на Украине и в Японии. Несмотря на то, что объект находился в минимальной фазе активности, космическому радиотелескопу (КРТ) 'Спектр-Р' в связке со многими наземными антеннами удалось получить интерференционный отклик на длине волны 6 см и на проекциях баз вплоть до 5.2 диаметров Земли. Предварительный анализ таких данных показывает, что размер ядра объекта составляет около или менее 40 микросекунд дуги (0.2 парсека). На данный момент продолжается массовый обзор ядер активных галактик во всех диапазонах РадиоАстрона.

Рекордный на сегодня результат - детектирование компактных деталей в центре далекой галактики OJ287 на проекции в 7 диаметров Земли (рис.1). Следствием этого результата является разрешение на порядок лучше максимально достижимого с помощью наземных интерферометров на этой длине волны и в сотни раз лучше разрешающей силы космического телескопа им. Хаббла. Обзор центров активных галактик продолжается, его результаты позволят понять природу релятивистских струй (струи плазмы, вырывающиеся из ядер активных галактик, квазаров и радиогалактик).

Также напомним, что 12 мая 2012 г. были получены первые интерференционные отклики между космическим радиотелескопом 'Спектр-Р' и 100-м наземным радиотелескопом в Эффельсберге (институт радиоастрономии общества Макса Планка, Германия) при наблюдениях мазерного излучения молекул водяного пара на длине волны 1.35 см от области образования массивных звезд W51. Эти звезды находятся на расстоянии 5.4 килопарсек в спиральном рукаве Стрельца и содержат одни из наиболее ярких водяных мазеров в нашей Галактике. Цель исследований в использовании мазеров для изучения физики и динамики, связанных с ними объектов. Кроме того с помощью этих наблюдений впервые возможно измерение экстремальных яркостных температур, что необходимо для изучения явления космических мазеров.

В мае 2012 года крупнейшие радиотелескопы южного полушария Земли совместно с космическим радиотелескопом 'Спектр-Р' провели регистрацию радиоизлучения от пульсара из созвездия Парусов на длине волны 18 см. Особенность приема такого радиоимпульса в том, что на пути распространения к наблюдателю он проходит через неоднородности межзвездной плазмы. Эти неоднородности искривляют, рассеивают или фокусируют радиолучи, действуя как гигантские линзы. Так как результат интерференции этих лучей можно изучить только с помощью наземно-космического интерферометра, на земных базах он остается неразрешенным, то есть точечным. Для решения этой проблемы, в связке с космическим радиотелескопом Радиоастрон, были задействованы следующие радиотелескопы Австралии и ЮАР: Паркс, Мопра, Хобарт, Хартобишоек и 70-м антенна системы дальней космической связи НАСА в Тидбинбилле. Обработка данных показала, что на базе Тидбинбилла-КРТ, которая составила около 100 000 км, наземно-космический интерферометр полностью разрешил кружок рассеяния.

Измерение структуры этого кружка рассеяния и исследование эволюции этой структуры со временем позволит впервые исследовать структуру неоднородностей межзвездной плазмы на луче зрения до пульсара, а также сделать заключения о размерах и строении области радиоизлучения в магнитосфере пульсара.

Добавим, что в июне 2012 года в г. Пущино Московской области прошло заседание Международного научно-координационного совета миссии РадиоАстрон. Совет отметил высокий уровень результатов, достигнутых проектом за первый год работы. В ходе совещания было принято решение организовать работу в рамках конкурсного открытого наблюдательного времени вокруг ключевых научных программ. Заявки на участие будут приниматься в августе 2012 г., начало наблюдений ожидается в феврале 2013 г. Формируется группа международных экспертов для независимого отбора заявок, председателем которой будет Др. Фил Эдвардс (CSIRO, Австралия).

(По информации пресс-службы НПО им. С.А. Лавочкина и АКЦ ФИАН)

Подписи к иллюстрациям:

Рис. 1- интерференционный отклик на излучения компактного ядра активной галактики OJ287, измеренный 6 апреля 2012г. на базе 7.2 диаметров Земли в диапазоне 6 см парой КРТ-Эффельсберг. Время накопления 65 секунд. На изображении представлена значимость обнаружения отклика (16 сигма) в зависимости от остаточной задержки и частоты интерференции.

Рис. 2- интерференционный отклик от мазера H2O в области звездообразования W51, полученный между 10-м космическим радиотелескопом (КРТ) и 100-м радиотелескопом в Эффельсберг. Время накопления составляет 240 секунд. Величина проекции базы интерферометра = 1.14 диаметра Земли. По осям отложены: величина коррелированного отклика излучения (в единицах отношения сигнал/шум) в зависимости от частоты спектральной детали и частоты интерференции.

Рис.3- Вверху: интерференционный отклик, полученный от радиоизлучения пульсара из созвездия Парусов, зарегистрированного на радиотелескопах в Парксе и Тидбинбилле (Австралия), после корреляционной обработки 10-минутного наблюдательного сеанса. Максимум интерференционного отклика сконцентрирован в узком диапазоне задержек (+- 30 нс) и частот интерференции (+-5 мГц). Кружок рассеяния остается неразрешенным.
Внизу: интерференционный отклик, полученный с 10-м космическом телескопе и 70-м радиотелескопе в Тидбинбилле. Область интерференционного отклика охватывает широкий диапазоне задержек (+- 10 микросек) и частот интерференции (+- 0.2 Гц). Кружок рассеяния разрешается, что позволяет исследовать его структуру и эволюцию.

Как сообщает Астрокосмический центр ФИАН, РадиоАстрон (космический радиотелескоп 'Спектр-Р' в связке со 100-метровым телескопом Эффельсберг (Германия)) 12 мая зафиксировал интерференционный отклик от компактного квазара 2013+370 на самой маленькой длине волны - 1.3 см.

Также ученые отмечают, что интерферометрические испытания проводились в двухчастотном режиме и одновременно положительный корреляционный отклик был получен на длине волны 6 см между КРТ и Вестерборкским телескопом WSRT (Нидерланды). Величины задержки и частоты интерференции между откликами на длинах волн 6 и 1.3 см согласуются друг с другом. Проекция базы интерферометра во время этих испытаний составила четверть диаметра Земли. Результаты этого исследования подтверждают, что телескоп 'Спектр-Р' способен работать в четырех диапазонах радиоволн - 1.3, 6, 18 и 92 см. Интерферометрические 'лепестки' на остальных длинах волн были получены еще в конце 2011 - начале 2012 года.

С получением этого успешного результата, летные испытания наземно-космического интерферометра 'РадиоАстрон' можно считать практически завершенными.

Помимо этого, АКЦ ФИАН сообщает, что комплекс аппаратуры 'РадиоАстрон' работает стабильно. Это подтверждается оценкой времени когерентности.

Временем когерентности в радиоинтерферометрии называется максимальный интервал времени, в течение которого можно без потерь накапливать сигнал космического излучения. Чувствительность эксперимента тем больше, чем дольше время когерентного накопления, она пропорциональна квадратному корню этой величины. На Земле время когерентности на сантиметровых волнах ограничено влиянием турбулетной атмосферы, ионосферы и тропосферы и составляет величину от 1 до 15 минут. Анализ времени когерентности в проекте РадиоАстрон крайне важен. С одной стороны, этот параметр говорит о том, насколько слабые объекты возможно изучать, с другой стороны, он характеризует общую стабильность всего комплекса, включая бортовые атомные часы.

Для анализа времени когерентности на двух наиболее коротких длинах волн проекта были использованы наблюдения 15 марта 2012 года на 6 см и 12 мая 2012 года на 1.3 см на базе КРТ-Эффельсберг. Отношение сигнал/шум увеличивается как квадратный корень из времени накопления (интервал поиска лепестка) практически до 10 минут на 6 см и до 2 минут на длине волны 1.3 см. Эта первая оценка времени когерентности демонстрирует высочайший уровень стабильности космического сегмента.

Напомним, что космический аппарат 'Спектр-Р' создан НПО им. С.А. Лавочкина на базе космической платформы 'Навигатор', успешно отработанной на КА 'Электро-Л', запущенном в начале 2011 г. Также в НПО им. С.А. Лавочкина по заданию АКЦ ФИАН (научный руководитель проекта 'Радиоастрон' - академик РАН Н.С. Кардашев) создана уникальная конструкция космического телескопа, составившая основу бортового научного комплекса космического радиотелескопа.

Основными научными задачами проекта с использованием комплекса научной аппаратуры космического радиотелескопа (разработан в Астрокосмическом центре Физического института им. П.Н. Лебедева - АКЦ ФИАН) являются:
-исследование структуры и физических процессов ядер активных галактик и квазаров;
-определение ограничений на космологические параметры Вселенной;
-изучение процесса образования звезд и планетных систем по космическим мазерам;
-исследование микроквазаров, пульсаров и межзвездной среды.

Основные задачи в части плазменно-волнового эксперимента 'Плазма-Ф' (Институт космических исследований - ИКИ РАН):
-мониторинг основных параметров межпланетной среды;
-исследование высокочастотной турбулентности межпланетной среды и магнитосферы Земли.

(По информации пресс-службы НПО им. С.А. Лавочкина и АКЦ ФИАН)

Подписи к иллюстрациям:

рис.1, рис.2 - Интерференционный отклик от квазара 2013+370 на базе КРТ-Вестерборк на длине волны 6 см (рис.1) и на базе КРТ-Эффельсберг на волне 1.3 см (рис.2). Время накопления (поиска) лепестка: 65 секунд. Величина проекции базы интерферометра: четверть диаметра Земли. По осям отложены: величина коррелированного отклика излучения (в единицах отношения сигнал/шум) в зависимости от остаточной задержки и частоты интерференции.

рис.3, рис.4 - Зависимость отношения сигнал-шум от времени накопления t. Прямая отражает ожидаемую зависимость: квадратный корень из t.
рис.3: диапазон 6 см, рис.4: 1.3 см. Аппроксимация прямой на графиках проведена без учета последней точки для 6 см и последних трех точек для 1.3 см.

Космический радиотелескоп (КРТ) 'Спектр-Р', разработанный в НПО им. С.А. Лавочкина, продолжает раскрывать свой потенциал в исследованиях дальнего космоса. Так в программе летных испытаний на январь и февраль 2012 года было запланировано несколько сеансов интерферометрических наблюдений на длине волны 92 см, в ходе которых успешно зафиксирован радиосигнал от космического объекта. Напомним, что Спектр-Р уже обнаружил отклик на длине волны 6 и 18 см при наблюдениях галактики 'BL Lacertae' и квазара 0212+735.

В январе наземно-космический интерферометр 'РадиоАстрон', частью которого является Спектр-Р, зафиксировал интерференционный отклик от радиоимпульсов пульсара В0950+08 в диапазоне длин волн 92 см и с максимальным удалением космического радиотелескопа от Земли (300,000 км). При этом проекция базы интерферометра в направлении на исследуемый объект составила 220,000 км. В результате измерений интерференционного отклика астрономы смогут изучить некоторые свойства пульсара В0950+08.

Плечо интерферометра на Земле образовывали крупнейшие радиотелескопы в Аресибо (США), Вестерборге (Нидерланды) и в Эффельсберге (Германия). Это был первый успешный опыт участия Аресибо и Вестерборга в проекте 'РадиоАстрон'.
Пробный эксперимент подтвердил работоспособность РадиоАстрона в самом длинноволновом диапазоне, и сможет дать важнейший научный результат.
Также удалось продлить срок баллистического существования КРТ до 10 лет, благодаря коррекции орбиты космического аппарата и поднятию перигея орбиты до 55 тысяч километров от центра Земли.

В феврале стартовала ранняя научная программа проекта, включающая в себя исследования десятка самых ярких пульсаров, расположенных на разных расстояниях и в разных областях нашей Галактики.
На сегодняшний день уже проведены наблюдения мазеров воды и гидроксила в нашей галактике (W3OH, Орион KL и др.), пульсара с гигантскими импульсами в Карбовидной туманности и активных ядер галактик. В наблюдениях участвовали: более десяти телескопов, разбросанных по всей Земле. На данный момент международные научные группы проекта 'РадиоАстрон' вместе со специалистами АКЦ ФИАН и НПО им С.А. Лавочкина проводят обработку и анализ данных.

В мае ожидается начало научных экспериментов с Австралийскими радиотелескопами. В качестве тестовой подготовки уже проведены первые наблюдения.

(По информации пресс-службы НПО им. С.А. Лавочкина и АКЦ ФИАН)

В декабрьской программе летных испытаний космического радиотелескопа 'Спектр-Р', разработанного НПО им. С.А. Лавочкина, был проведен первый сеанс интерферометрических наблюдений на длине волны 6 см. Напомним, что 'Спектр-Р' уже обнаружил отклик на длине волны 18 см при наблюдениях квазара 0212+735.

В этот раз в качестве объекта наблюдения была выбрана яркая и далекая галактика 'BL Lacertae', интерференционный отклик от которой был сразу же зафиксирован 'Спектром-Р', и всеми наземными телескопами эксперимента РадиоАстрон. Обнаружение радиоизлучения показало общую успешную работу комплексной системы Космос-Земля в диапазоне длин волн 6 см, что говорит о готовности наземно-космического интерферометра РадиоАстрон к проведению научных исследований.

Быстрый успех на двух диапазонах - 18 и 6 см, позволил специалистам АКЦ ФИАН и НПО им. С.А. Лавочкина начать наблюдения по научной программе РадиоАстрон раньше запланированного срока. В декабре прошли еще пять сеансов наблюдений активной галактики 'BL Lacertae' в диапазонах 6 и 18 см.

Дополнительный интерес к этим первым наблюдениям подогревает тот факт, что в конце 2011 года в галактике 'BL Lacertae' произошла самая мощная вспышка радиоизлучения за последние годы. Анализ и обработка полученных результатов даст возможность ученым сделать значительный шаг в понимании физических процессов в центральной области ядра этой активной галактики.

(По информации пресс-службы НПО им. С.А. Лавочкина и АКЦ ФИАН)