30 лет со дня запуска космической астрофизической обсерватории "Гранат"

30 лет назад 1 декабря 1989 г. с космодрома Байконур был произведен старт ракеты-носителя «Протон-К» с астрофизической внеатмосферной обсерваторией «Гранат».

Обсерватория была задумана как работающий на орбите искусственного спутника Земли комплекс приборов, воспринимающий излучения в широчайшем диапазоне - от 2 кэВ до 100 МэВ. Её появление открывало новые возможности для определения температуры тепловой плазмы в скоплениях галактик, рентгеновских пульсарах, аккреционных дисках вокруг черных дыр, для выявления космических объектов, где работают нетепловые механизмы излучения

Масса спутника составляла 4402 кг. Рабочая орбита – орбита высокоэллиптическая, перигей 2 000 км., апогей 200 000 км., наклонение 51,5˚.

Для выполнения программы астрофизических исследований с участием ученых СССР, Франции, Дании и Болгарии, на борту КА «Гранат» был установлен комплекс научной аппаратуры, состоящий из перечисленных ниже приборов различного устройства и назначения:

- телескоп «Сигма» (СССР, Франция) - картографирование с высоким разрешением и высокой чувствительностью источников рентгеновского и гамма-излучений в энергетическом диапазоне 30÷2000 кэВ;

- комплекс телескопов АРТ-П (СССР) - спектральный и временной анализы источников рентгеновского излучения, картографирование с высоким разрешением и высокой чувствительностью источников в энергетическом диапазоне 3÷100 кэВ;

- комплекс телескопов АРТ-С (СССР) - спектральный и временной анализы источников рентгеновского излучения, исследование диффузного рентгеновского фона в энергетическом диапазоне 3÷100 кэВ;

- «ВОТЧ» (Дания) - регистрация и локализация рентгеновских всплесков, исследование их энергетического спектра и временных структур в диапазоне от 5 до 150 кэВ. Патрульное слежение за небесной сферой в рентгеновском диапазоне излучения;

- «КОНУС-В» (СССР) - регистрация, локализация, спектральный и временной анализы космических гамма-всплесков с высоким временным разрешением в энергетическом диапазоне 20÷2000 кэВ;

- «ФЕБУС» (Франция) - регистрация, спектральный и временной анализы космических гамма-всплесков по всем направлениям в пространстве в широком энергетическом диапазоне 100÷40000 кэВ, исследование механизма излучения гамма-квантов в космических всплесках;

- БРВ (СССР) - всплесковый прибор для регистрации рентгеновских и гамма-источников в видимом диапазоне волн (0,4-0,9 мкм) и их локализация с точностью до 4 угловых минут;

- «Подсолнух-Д» (СССР, Болгария) - спектральный и временной анализы космических рентгеновских и в энергетическом диапазоне 2÷25 кэВ, проведение оптического сопровождения гамма-всплесков;

- КС-18-М (СССР) - мониторные измерения потоков заряженных частиц протонов и ядер гелия с энергиями более 1 кэВ и электронов с энергиями более 50 кэВ в космическом пространстве.

Комплекс научной аппаратуры подразде­ляется на приборы со сравнительно узким полем зрения — телескопы — для исследования квазистационарных источников и на всплесковые приборы — для детального исследования источников гамма-всплесков и рентгеновских всплесков – барстеров. Всплесковые приборы позволяют дер­жать в поле зрения практически всю небесную сферу.

Программа полёта была рассчитана на 8 месяцев. КА «Гранат» многократно перевыполнил первоначально намеченную программу. Он проводил научные измерения в штатном режиме в течение 58 месяцев, а общее время его работы на орбите составило 108 месяцев. Количество проведенных сеансов связи – более 1800. Было выдано более 160 000 команд при проектном ресурсе бортового дешифратора в 25 000 команд. Последний сеанс связи с «Гранатом» был проведён 26 декабря 1998 года.

Уже первые наблюдения, проведенные обсерваторией «Гранат», дали сенсацион­ные научные результаты.

Изображения центра Галактики, построенные по информации, полученной с те­лескопов АРТ-П и «Сигма», позволили определить местонахождение и идентифициро­вать мощный источник излучения высоких энергий. То, что этот источник (1Е1740-29) не совпадает с динамическим центром Галактики, а расположен от него в 40 угловых минутах, представляло собой информацию первостепенной важности.

Это первое открытие «Граната» было представлено участникам коллоквиума Международного астрономического союза уже в апреле 1990 года.

В дальнейшем наблюдение области центра Галактики проводилось многократно и продолжительное время.

Научные результаты, полученные КА «Гранат»: открытие излучения в линии аннигиляции электронов-позитронов в спектрах двух рентгеновских источников - кандидатов в черные дыры; открытие квазипериодических осцилляции рентгеновского потока от кандидатов в черные дыры; открытие трех ярчайших рентгеновских Новых, общепризнанных ныне кандидатов в черные дыры; построение уникальных карт Центральной области нашей Галактики в рентгеновских и гамма-лучах; открытие   первого   источника   в   нашей   Галактике,   дающего направленные   выбросы,   видимая   скорость   движения   которых превышает скорость света.

Были открыты более двух десятков неизвестных ранее рентгеновских источников. Собрана замечательная коллекция спектров излучения черных дыр и нейтронных звезд - рентгеновских пульсаров и барстеров. Зарегистрировано более 250 космических гамма-всплесков. КА «Гранат» проводил патрульное слежение за активностью нашего Солнца, им был зафиксирован синтез дейтерия в ядерных реакциях на его поверхности во время ярчайших солнечных вспышек. Проводился обзор неба в жестких рентгеновских лучах.

К середине 90-х годов «Гранат» являлся крупнейшей международной космической астрофизической обсерваторией (научное оборудование составляло 60% его массы). «Гранат» стал также одним из первых в мире искусственных спутников с непрерывным режимом направленного наблюдения до 24 часов в сутки. Научные результаты, полученные КА «Гранат», вошли в историю мировой астрофизики. Обсерватория проработала на орбите 9 лет.