Астронет: М. Е. Прохоров/ГАИШ 17 октября будет запущен "ИНТЕГРАЛ" http://variable-stars.ru/db/msg/1180278

17 октября будет запущен "ИНТЕГРАЛ"
15.10.2002 16:46 | М. Е. Прохоров/ГАИШ, Москва

Если старт не отложат (а такие переносы уже были), то в ближайший четверг на орбите появится спутник "ИНТЕГРАЛ" - Первая Российская Национальная Космическая Обсерватория (я специально написал каждое из этих слов с большой буквы). Правда эта обсерватория не вся наша, но об этом ниже.

Название обсерватории "ИНТЕГРАЛ" в латинском написании расшифровывается так: INTErnational Gamma-Ray Astrophysics Laboratory. Спутник имеет массу 4.1 тонны, 5 метров в длину (высоту), диаметр 3.7 м. Энергией спутник снабжают две солнечные батареи, которые в развернутом состоянии будут иметь размах 16 м. Почти половину массы спутника - 2 т - составляют 4 научных прибора. Основной целью обсерватории будут наблюдения в жестком рентгеновском и гамма диапазонах. Функционирование обсерватории рассчитано на 2 года с возможностью продления до 5 лет.

Научное оборудование ИНТЕГРАЛА

Устройство построения изображений IBIS

Бортовое устройство получения изображения IBIS (Imager on Board the INTEGRAL Satellite) обеспечивает получение гамма-изображений с более высоким разрешением, нежели любые предшествующие приборы. Устройство IBIS обеспечивает локализацию источники излучений с точностью 30 угловых секунд. Прибор работает в диапазоне энергетических значений от 15 кэВ до 10 МэВ. Он состоит из детектора и вольфрамовой кодирующей маски, которая поднята над детектором на 3.2 метра. В детекторе используется два слоя чувствительных элементов, один слой расположен поверх другого. Верхний слой, включающий в себя 16384 кадмий-теллуровых (Cd-Te) элемента, позволяет обнаруживать низкоэнергичные гамма-лучи. Второй слой состоит из 4096 цезий-йодных (Csl) элементов и обеспечивает регистрацию высокоэнергичных гамма-квантов. Сравнение результатов, полученных при помощи двух слоев, позволяет определить траектории гамма-лучей в пространстве.

Ведущие разработчики прибора IBIS - итальянский Институт космической астрофизики IAS (Рим), Исследовательский центр СЕА Saclay Комиссии по атомной энергии (Франции) и Институт технологии и исследований внеземных излучений TE.S.R.E. (Болонья, Италия).

Оптический монитор OMC

С помощью оптического монитора ОМС аппарат INTEGRAL будет автоматически производить синхронный мониторинг оптического излучения, исходящего от источников гамма- и рентгеновского излучения. Эти наблюдения особенно важны в астрофизических исследованиях источников жесткого излучения, поскольку такие объекты обычно обладают очень быстрой переменностью. Монитор ОМС, способный регистрировать объекты до 18.2 звездной величиной при экспозиции в 1000 секунд, по сути, представляет собой классический телескоп-рефрактор, в котором фокусировка света осуществляется при помощи системы линз. Приемником излучения является расположенная в фокальной плоскости ПЗС-матрица.

Ведущий научный институт по разработке оптического монитора - Лаборатория космической астрофизики и фундаментальной физики Национального института аэрокосмической техники INTA/LAEFF (Испания).

Монитор рентгеновских лучей JEM-X

Монитор рентгеновских лучей JEM X (Joint European X-Ray Monitor) будет играть главную роль в обнаружении и отождествлении гамма-источников. Монитор осуществляет наблюдения синхронно с другими приборами и способен работать в диапазоне энергий от 3 до 35 кэВ с угловыми разрешениями, значения которых сопоставимы с аналогичной характеристикой устройства IBIS (т.е. 30').

В мониторе JEM-X (как и в IBIS и в SPI) использован метод кодирующей апертуры. Две маски размещены на высоте 3.2 м над плоскостью детектора. Детектором является тек называемый газовый микросчетчик с устройством построения изображения (Imaging Micro Strip Gas Counter), состоящий из пары идентичных газовых камер заполненных смесью ксенона и метана под давлением 1.5 бар, что соответствует полуторному значению нормального атмосферного давления на уровне моря.

Разработчик прибора - датский Институт космических исследований DSRI.

Спектрометр SPI

Спектрометр SPI (SPectrometer on INTEGRAL) будет обеспечивать высокоточное измерение энергии гамма-излучения. По своей чувствительности этот прибор намного превосходит все существовавшие до сих пор измерительные устройства. SPI будет использоваться для анализа гамма-источников в диапазоне энергий от 20 кэВ до 8 МэВ. Он состоит из 19 шестиугольных регистрирующих элементов изготовленных из германия высокой чистоты и охлаждаемых до температуры минус 183 градуса Цельсия (90 градусов по шкале Кельвина). Для снижения помех, вызываемых рассеянным излучением, детектор снабжен экраном из кристаллов окисла германата висмута, который размещен под основанием и у боковых граней детектора и простирается вверх практически до самой кодированной маски. Ввиду сложности конструкции, масса спектрометра довольно значительна и составляет 1300 кг.

Ведущие разработчики прибора SPI - Центр космических исследований CESR (Тулуза, Франция) и Институт Макса Планка (Гарчинг, Германия).

Наше участие в проекте

Проект данной обсерватории был разработан в Европейском Космическом Агентстве (ESA) в 1993 году в рамках программы "Горизонт-2000". И первоначально какого-либо участия России в нем не предполагалось. Приборы изготовлялись во многих европейских странах (см., выше), на них было затрачено около 200 млн. евро. Сам аппарат стоимостью 330 млн. евро также предоставило Европейское космическое агентство. Предполагалось, что спутник будет выведен на орбиту с помощью Европейского ракетоносителя "Ариан-5". Однако эта ракета не позволяла вывести обсерваторию на достаточно высокую орбиту, кроме того к моменту разработки проекта эта ракета совершила всего несколько запусков, да и стоила очень дорого.

Россия предложила произвести запуск с помощью многократно испытанного, более мощного и более дешевого носителя "Протон". "Протон" обладал возможностью вывести обсерваторию на такую орбиту, где время пригодное для наблюдений было бы на треть больше, чем при использовании "Ариан-5".

Ракета-носитель "Протон" сначала выведет "ИНТЕГРАЛ" на промежуточную орбиту (с низким перигеем), через 50 минут включатся двигатели дополнительной ступени (разгонного блока) и за 20 минут переведут "ИНТЕГРАЛ" на окончательную орбиту. Она будет обладать следующими параметрами: высота перигея - 10 000 км, высота апогея - 153 000 км, наклонение 51.6^o, период обращения - 72 часа. 90% времени обсерватория будет находиться вне радиационных поясов.

За это Россия получила около 25% наблюдательного времени в проекте "ИНТЕГРАЛ".

Для обработки, хранения и распространения будущих данных в ИКИ РАН был создан уникальный электронный архив - центр научных данных.

Еще один несомненный плюс данного проекта - его открытость. Подать заявку на проведение наблюдений того или иного объекта с борта обсерватории "ИНТЕГРАЛ" может любой российский ученый через конкурс заявок (конкурс на наблюдения в течение первого года уже проведен). В течение года руководитель заявки, прошедшей конкурс, сможет обрабатывать полученные данные единолично, а затем они станут доступны всему научному сообществу.

Заключение

У российских ученых есть неплохой опыт исследования космоса в рентгеновском и гамма-диапазонах. С 1987 по 2001 год на станции "Мир" успешно работали модули "Квант-1" и "Квант-2", а с 1989 по 1998 - специализированный астрофизический спутник "Гранат", оснащенный гамма-телескопом. (На мой взгляд рентгеновские эксперименты, а несколько ранее - исследование планет, были самыми удачными космическими проектами СССР и России.)

Надеюсь, что и программа "ИНТЕГРАЛ" будет успешно выполнена. Более того, у России есть возможность продолжить этот список запуском практически готовой обсерватории "Спектр-Рентген-Гамма", который уже несколько раз откладывался из-за финансовых проблем.

( При написании статьи были использованы материалы сайтов ESA и ИКИ. )