Спектр-Р: рекорды, эксперименты, результаты

Спектр-Р: рекорды, эксперименты, результаты 19.06.2013

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. На НПО им. С.А. Лавочкина Ф.Ф. Ковалев докладывает о результатах эксперимента "Плазма-Ф" КА "Спектр-Р"

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. На НПО им. С.А. Лавочкина А.А. Перрукович докладывает о результатах эксперимента "Плазма-Ф" КА "Спектр-Р"

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.


Количество показов: 1787

Возврат к списку