Астрофизическая обсерватория "Спектр-Р"

  • Обзор проекта

  • Основные задачи

  • Описание миссии

  • Научная аппаратура

  • Значимость миссии

  • Галерея

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.

  1. Назначение астрофизика
  2. Статус эксплуатация,
  3. Объект исследований Вселеная
  4. Дата запуска 2011-07-18
  5. Космодром Байконур
  6. Средства выведения РН "Зенит", РБ "Фрегат-СБ"
  7. Масса аппарата 3850 кг
  8. Рабочая орбита ВЭО, 330 000 х 600 км
  9. 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.


Заказчиком космического комплекса «Спектр-Р» является Федеральное космическое агентство, головным исполнителем - НПО им С.А. Лавочкина, разработчиком комплекса научной аппаратуры - Астрокосмический центр ФИАН.

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
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 её 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.

Возврат к списку