Зачем человечество изучает далёкие космические объекты? Что астрономия даёт людям? На этот вопрос отвечает Ольга Касьяновна Сильченко, доктор физико-математических наук, заместитель директора по научной работе государственного астрономического института имени П.К. Штернберга.
В каталоге, составленном по данным пяти обзоров всего неба, — более полутора тысяч объектов.
С 12 декабря 2019 года по 7 марта 2022 года телескоп ART-XC им. М.Н. Павлинского, входящий в состав российской орбитальной обсерватории «Спектр-РГ», практически непрерывно сканировал небесную сферу в жестких рентгеновских лучах, совершая полный обзор каждые полгода. В результате все небо было осмотрено как минимум четырежды, а 40 процентов неба — пять раз. Затем в течение полутора лет до октября 2023 года телескоп ART-XC проводил глубокий обзор плоскости Галактики, после чего сканирование всего неба было возобновлено.
Во время этих полутора лет ученые ИКИ РАН трудились над построением рентгеновской карты неба на основе данных, полученных до марта 2022 года, и детектированием источников на этой карте.
Итогом этой работы стал каталог рентгеновских источников, обнаруженных в ходе обзора СРГ/ART-XC в 2019-2022 гг., — «Каталог пяти обзоров» (ARTSS1-5). Он представлен в статье, которая была принята к публикации в журнале Astronomy and Astrophysics и вышла в архиве электронных препринтов.
Новый каталог по своим характеристикам значительно превосходит предыдущий (первый) каталог источников обзора всего неба СРГ/ART-XC (Pavlinsky et al. 2022), основанный на данных первых двух сканов неба (с декабря 2019 по декабрь 2020 гг.). Главная причина — более чем удвоенное количество зарегистрированных рентгеновских фотонов.
«Помимо существенного увеличения используемой научной информации важную роль сыграли усовершенствования, внесенные в алгоритм регистрации источников», — говорит старший научный сотрудник отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН Родион Буренин, ответственный за обработку данных обзора и построение рентгеновской карты неба.
Каталог включает 1545 источников рентгеновского излучения. Значительная часть из них была известна из предыдущих обзоров неба разными космическими обсерваториями. Однако примерно 10% из зарегистрированных источников — новые, и они представляют особый интерес.
«Одной из главных целей, которые мы ставили перед собой, было добиться максимально полного отождествления источников каталога. В рентгеновской астрофизике важно не только найти новый объект, но и определить его природу, а это можно, если мы этот же объект обнаружим на небе в видимом диапазоне. Телескоп ART-XC может определять положения рентгеновских источников на небе с очень высокой точностью — порядка четверти угловой минуты, поэтому мы можем легко отыскивать на небе их вероятных оптических компаньонов», — говорит ведущий научный сотрудник отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН, первый автор статьи, профессор РАН Сергей Сазонов.
При необходимости для таких объектов проводится оптическая спектроскопия на 1.6-метровом телескопе АЗТ-33ИК Саянской обсерватории и 1.5-метровом Российско-турецком телескопе. К настоящему моменту значительная часть источников (1463) в каталоге ARTSS1-5 уже отождествлена и классифицирована. Остальные в основном находятся на южном небе, до которого «не дотягиваются» российские оптические телескопы.
Большинство классифицированных объектов в новом каталоге — активные ядра галактик (АЯГ), их около 900. Это сверхмассивные черные дыры в центрах далеких галактик, которые активно аккрецируют окружающее их вещество. Стоит отметить также присутствие в каталоге почти 200 катаклизмических переменных (КП) — двойных систем, в которых происходит аккреция вещества на белый карлик. Они находятся уже в нашей Галактике.
«Именно выборки АЯГ и КП кажутся нам особенно интересными, так как позволяют исследовать статистические свойства таких объектов в близкой Вселенной и в нашей Галактике соответственно», — говорит старший научный сотрудник отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН Роман Кривонос.
В каталоге есть и много других интересных объектов: аккрецирующие нейтронные звезды и черные дыры, звезды с горячими коронами, остатки сверхновых, скопления галактик. Максимально полная информация об источниках СРГ/ART-XC будет вскоре представлена на специальном общедоступном сайте каталога.
В соответствии с текущей программой обсерватории «Спектр-РГ» обзор всего неба телескопом ART-XC будет продолжаться до конца 2025 года. Это позволит ученым еще раз обновить каталог источников, уже используя данные восьми сканов неба. Ожидается, что размер итогового каталога увеличится еще примерно вдвое.
Положение на небе (в Галактических координатах) источников, обнаруженных телескопом ART-XC им. М. Н. Павлинского обсерватории «Спектр-РГ» в ходе обзора всего неба. Размер символов характеризует рентгеновскую яркость источников. Изображение из статьи S. Sazonov et al., 2024
***
Космический аппарат «Спектр-РГ», разработанный в АО «НПО Лавочкина» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос»), был запущен 13 июля 2019 г. с космодрома Байконур. Он создан с участием Германии в рамках Федеральной космической программы России по заказу Российской академии наук. Обсерватория оснащена двумя уникальными рентгеновскими зеркальными телескопами: ART-XC им. М.Н. Павлинского (ИКИ РАН, Россия) и eROSITA (MPE, Германия), работающими по принципу рентгеновской оптики косого падения. Телескопы установлены на космической платформе «Навигатор» (НПО Лавочкина, Россия), адаптированной под задачи проекта. Основная цель миссии — построение карты всего неба в мягком (0.3–8 кэВ) и жестком (4–20 кэВ) диапазонах рентгеновского спектра с беспрецедентной чувствительностью. Научный руководитель орбитальной рентгеновской обсерватории «Спектр-РГ» академик Рашид Сюняев.
S. Sazonov et al. SRG/ART-XC all-sky X-ray survey: Catalog of sources detected during the first five surveys, Astronomy and Astrophysics (в печати) и на сайте архива электронных препринтов arXiv.org
Сайт проекта «Спектр-Рентген-Гамма»
Сегодня с космодрома Плесецк в интересах Министерства обороны Российской Федерации осуществлен пуск ракеты-носителя «Союз-2.1б» с космическими аппаратами на борту.
К Земле стремительно приближается большая комета C/2023 A3 (Дзыдзыньшань-Атлас), она уже неплохо видна в телескопы. Но настоящее шоу комета может устроить в октябре! Сегодня мы понаблюдаем ее на небе, вспомним другие Великие кометы и обсудим, стоит ли нам ждать яркое представление осенью 2024 года!
Что общего у американского космического корабля «Орион», европейского беспилотного грузового корабля ATV и межпланетной автоматической станции «Кассини»?
Все эти космические аппараты используют двигатель R-4D (https://en.wikipedia.org/wiki/R-4D) разработки и производства компании «Марквардт». (https://en.wikipedia.org/wiki/Marquardt_Corporation) Этот двигатель создавался для системы ориентации космического корабля «Аполлон». Система ориентации нужна для того, чтобы разворачивать корабль по осям вращения и для выполнения небольших маневров, которые нужны при коррекции орбиты или выполнении стыковки с другим космическим аппаратом. Поскольку у космического аппарата 6 степеней свободы, то и двигателей в системе ориентации требуется много: с учетом резервирования — несколько десятков. Требования к таким двигателям предъявляются самые высокие: они должны обладать возможностью выдавать импульс строго определенной величины многие тысячи раз в течение полета.
Корпорация «Марквардт» в начале 60-тых обладала уникальным набором компетенций: подразделения компании разрабатывали и выпускали пульсирующие воздушно-реактивные двигатели, прямоточные воздушные двигатели, системы автоматизации для железных дорог, различные компоненты для американской аэрокосмической и военной промышленности. Большой опыт позволил создать небольшой, легкий и эффективный двигатель, использующий в качестве топлива и окислителя монометилгидразин и азотный тетраоксид. Эти компоненты, несмотря на высокую токсичность, способны самовоспламеняться при смешивании, что, в комбинации с вытеснительной подачей топлива, сильно упростило конструкцию. После банкротства «Марквардт», двигатель продолжает выпускаться компанией Aerojet Rocketdyne.
Тяга двигателя — 50 кгс, масса — 3,76 кг. Гарантированное количество включений — более 20 000. Удельный импульс — до 315 секунд. Длительность непрерывной работы не ограничена.
Любопытно, что «Марквардт» выпускала еще один вид продукции, где было нужно смешивать химические компоненты под большим давлением с высокой эффективностью: авиационный бинарный химический боеприпас (https://ru.wikipedia.org/wiki/Бинарное_оружие).
Вместо предисловия.
Автора, выше названого поста сильно огорчило, что в моём комментарии на его пост я не упомянул американский скафандр EMU, решил исправить. В тоже время чтобы была видна разница в реализации индивидуальной защиты человека в открытом космосе привёл данные и скафандра «Орлан-МКС».
Скафандры для работы в открытом космосе
«Орлан-МКС».
Основные технические характеристики:
Масса скафандра, подготовленного к ВКД в автономном режиме: не более 114 кг;
Гарантированный срок службы на орбите (при обслуживании силами членов экипажа): 4 года;
Гарантированное количество ВКД (со сменой расходуемых элементов): 15;
Время работы системы жизнеобеспечения скафандра в одном цикле работы (от одевания до снятия СК): не менее 10 часов;
Время ВКД (от открытия до закрытия люка шлюзового отсека): до 7 часов;
Рабочее давление в СК во время ВКД поддерживаемое автоматически: 0,4+0,01 -0,05 кгс/см2;
Скафандр обеспечивает использование его космонавтами, имеющими антропометрические размеры в диапазоне: по росту 165.190 см по обхвату груди 94 112 см.
(Подгонка СК по росту производится самими космонавтами за счет регулировки длины рукавов и оболочек ног, включая нижнюю часть корпуса.)
Стоимость одного скафандра — 500 000 долларов
Внешняя оболочка скафандра — ткань фенилон, способная выдерживать значительные статические и динамические нагрузки, и многослойная экранно-вакуумная теплозащита, состоящая из алюминиевой фольги и минеральных волокон.
С 2017 года космонавты используют новую версию скафандра «Орлан» — «Орлан-МКС» Его главные отличия от костюма «Орлан- МК» — конструкция рукавов и штанин, в которых используется более надежный материал на основе полиуретана, а также встроенная автоматическая система охлаждения (раньше использовалась ручная). Также стал больше блок управления что позволяет космонавту легче считывать информацию.
ЕМU (Extravehicular Mobility Unit) производится компанией ILC Dover, системы жизнеобеспечения поставляются Hamilton Standard. Первая версия ЕМU использовалась с 1979 по 2002 год, в настоящее время в эксплуатации ее модернизированный вариант. Стоимость одного скафандра — 12 млн долларов
Вес — 178 кг, внутри скафандра поддерживается постоянное давление в 0,3 атмосферы.
Время работы в открытом космосе — до 7 часов.
Скафандр состоит из 14 слоев (в том числе нейлон, неопрен, синтетическое полиэфирное волокно и термопластик) и способен выдерживать перепады температуры от = 184 до +149 градусов Цельсия
Частичто использованы материал опубликованый в журнале «Вокруг света» №4, апрель 2016, который частично обновлен в октябре 2023. Автор текста: Вадим Зайцев
P.S Американский скафандр необходимо надевать усилиями двух человек, a российский всего одним.
Насколько важна математика в астрономии? Как с помощью математики астрономы узнают о космических объектах и явлениях, которые они не могут увидеть? Какие нерешённые задачи есть в астрономии и астрофизике? Почему нейтронная звезда – математический объект?
Об этом рассказывает Антон Бирюков, астрофизик, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории космических проектов Государственного астрономического института имени П.К. Штернберга.
