Scienty

К концу десятилетия Россия намерена разместить на орбите космический телескоп «Спектр-УФ», аппарат, названный преемником знаменитого «Хаббла».

В интервью на портале «Научная Россия» директор института профессор Российской академии наук Михаил Евгеньевич Сачков рассказал о готовности проекта, его научных задачах и сотрудничестве с иностранными организациями.

«Спектр-УФ» — один из самых масштабных проектов российских автономных космических аппаратов. Когда состоится запуск телескопа? Какова на данный момент стадия создания обсерватории?

Изменение сроков запуска — частая ситуация для космических проектов, особенно таких масштабных, как «Спектр-УФ», известный за рубежом как «Всемирная космическая обсерватория — ультрафиолет». Из-за объективных причин, в том числе санкций и технических проблем, запуск неоднократно откладывался. В настоящее время сроки запуска определены Федеральной космической программой на 2029 год, и прилагаются все усилия для их неизменности.

Оценить готовность столь масштабного проекта сложно. В настоящее время производятся макеты приборов и устройств для конструкторско-доводящих испытаний. Они почти полностью повторяют летные образцы. После завершения всех исследований начнется изготовление серийных устройств. Проект выполнен более чем на 50%.

Международная обстановка и взаимодействие с иностранными участниками проекта не вызывали затруднений? Кто-нибудь отказался от участия или присоединился к нам по ходу работы?

Чтобы партнер прекратил участие в проекте, ему сначала нужно в нем участвовать. В этом вопросе важно различать наивных ученых-астрономов, которые не всегда объективно оценивают финансовые возможности своих стран, и сотрудников космических агентств с ответственными чиновниками, подписывающими соглашения.

При обсуждении создания обсерватории состоялась конференция с участием представителей 19 стран. Астрономы высказали поддержку проекта, пообещав поставку компонентов для телескопа, и проект получил статус всемирного. ООН поддержала его морально, хотя без финансовой помощи. При подписании соглашений из кооперации остались только испанцы. С ними сотрудничали с 2007 года, а к 2022 году подключилась Япония. После введения санкций обе страны заморозили сотрудничество: продолжают финансировать проект и создавать аппаратуру, но передать ее не могут.

Может ли это привести к отказу от проекта или сдвигу дат начала работы?

Начиная с 2022 года, осознавая сложившуюся ситуацию, пошли по пути импортонезависимости. Это не полное замещение импортных компонентов отечественными, а обеспечение проекта доступной, в первую очередь отечественной, компонентной базой для изготовления образцов. Сегодня готовы заявить, что это российский национальный проект, который полностью будет готов к реализации вне зависимости от иностранной кооперации. Если другие страны на каком-либо этапе решат присоединиться к работе, подумаем, как можно их подключить, не изменяя конструкторские решения. Но сегодня, еще раз подчеркну, полностью независимы от импорта.

За время работы вместе мы изучили много нового у партнёров как в области ПО, так и в создании комплекта компонентов. Однако выяснилось, что российское производство тоже преуспело и может обеспечивать всё нужное.

Не будет повторяться ситуация с обсерваторией «Спектр-РГ», когда Германия прекратила своё участие? В 2019 году заработала российско-немецкая орбитальная обсерватория «Спектр-РГ» со двумя рентгеновскими телескопами, действующими в разных спектрах: русским ART-XC имени М.Н. Павлинского и немецким eROSITA. В феврале 2022 года немецкий телескоп перевели в спящий режим, пришлось изменить научную программу. Российский телескоп ART-XC продолжает работу. ).

В случае проекта «Спектр-УФ» этого не случится.
На телескопе разместят только российское оборудование.

Какими приборами будет оснащён телескоп?

Проект «Спектр-УФ» является наследником космического телескопа «Хаббл». Зеркало нового телескопа имеет диаметр 1,7 метра, а зеркало «Хаббла» — 2,4 метра. Благодаря современным приемникам излучения и учёту прошлых опечаток эффективность проекта не уступает эффективности «Хаббла».

Телескоп будет использовать различные приборы: камеры поля в разных диапазонах, преимущественно в ультрафиолетовом, и спектрографы с высоким и низким разрешением. Высокое разрешение позволяет различить близкие спектральные линии, а низкое — изучать слабые объекты. «Спектр-УФ» будет оснащен полным набором спектрографов, работающих в ультрафиолетовом диапазоне 115–310 нм.

Какие задачи сможет решить телескоп с помощью этих приборов?

Телескоп проекта «Спектр-УФ», подобно телескопу «Хаббл», создаётся на базе оптической системы Ричи — Кретьена и обладает достаточно узким полем обзора. В связи с этим поиск новых объектов не входит в его задачи, для чего существуют поисковые телескопы с широким полем зрения. Вместе с тем, у него появится возможность детально изучать конкретные объекты.

Проект будет осуществляться в нескольких программах: базовой (задачи первых двух лет работы телескопа), российской национальной (заявки российских астрономов) и открытой (заявки всех астрономов). Каждая заявка каждой программы проходит строгий экспертный отбор.

Для базовой программы установлены четыре научных направления: исследования атмосферы экзопланет, звездо- и планетообразование, изучение взаимодействующих катаклизмических звезд и эволюцию Вселенной с поиском скрытого барионного вещества.

Изучение экзопланет и поиски простейших форм жизни на них представляют собой интересную тему для научных исследований. Способен ли «Спектр-УФ» выполнить такую задачу?

Обнаружение простейших форм жизни на других планетах в обозримом будущем маловероятно. Но возможно найти признаки жизни — биомаркеры, — ищут которые разными способами. Прямым может быть поиск спектральных линий кислорода в атмосферах экзопланет. Косвенным — поиск областей поглощения озона в спектре; в определенном диапазоне длин волн наблюдается поглощение, которое, возможно, вызвано озоном, а значит, в атмосфере экзопланеты присутствует кислород. Конечно, для возникновения жизни нужно множество других условий, но потенциально планета с кислородной атмосферой может быть пригодна для жизни. Изучая спектр экзопланеты, возможно также обнаружить на ней воду — еще один важный биомаркер.

Будет ли использоваться «Спектр-УФ» для изучения планет Солнечной системы?

Интересно, что в программе «Хаббла», преемниками которой себя считают, достаточно большой процент исследований объектов Солнечной системы: около 10%. Казалось бы, после множества планетных миссий, когда тела Солнечной системы изучаются аппаратами в непосредственной близости к ним, изучение объектов с околоземной орбиты утратит свою актуальность. Например, ожидалось, что после посадки аппарата миссии «Розетта» на поверхность кометы будет решено большинство задач физики комет. Но опыт «Хаббла» показывает, что исследования объектов Солнечной системы аппаратами, работающими около Земли, продолжаются с не меньшей интенсивностью.

«Хаббл» наблюдает приближающиеся к Солнцу кометы. В программу «Спектра-УФ» такие наблюдения также войдут. Ученым, исследующим кометы, важно наблюдать объекты при их максимальном приближении к Солнцу, но развернуть телескоп к Солнцу невозможно, чтобы не сжечь приборы. Сравнение возможностей «Хаббла» и «Спектра-УФ» показало, что наш телескоп позволит наблюдать кометы ближе к Солнцу.

Как «Спектр-УФ» будет выделяться среди других инструментов? Будут ли другие аппараты способны исследовать космические объекты в ультрафиолетовом диапазоне после отключения «Хаббла»? По предварительным прогнозам это случится после 2030 года.

Конечно, желательно, чтобы «Хаббл» функционировал максимально долгое время. В программе… NASA Планируется построить ультрафиолетовый телескоп нового поколения с шестиметровым зеркалом для исследования объектов в ультрафиолетовом диапазоне, возможно, к 2042 году.

Поскольку «Хаббл» покинул орбиту, а до 2042 года запустить аналогичный аппарат не планируется, «Спектр-УФ» остаётся единственным аппаратом такого типа. Существуют предложения о запуске небольших камер для съемки в ультрафиолетовом диапазоне, но у этой идеи тоже есть проблемы. Например, канадский проект… CASTOR Недостаточно средств для запуска космической платформы.

Астрофизики выражают обеспокоенность: завершение работы «Хаббла» приведет к прекращению доступа к спектрометрии высокого разрешения. Как известно, такая спектрометрия возможна только с помощью крупных телескопов, которые пока не разрабатываются. Таким образом, выбор времени для запуска «Спектра-УФ» оправдан, и в области спектрометрии высокого разрешения мы сможем быть лидерами.

Будут ли зарубежные учёные иметь доступ к данным и право на проведение исследований?

В публикации утверждалось, что после запуска «Спектра-УФ» Россия получит исключительное право наблюдений в ультрафиолетовом диапазоне и не будет делиться данными. В реальности же таковых планов нет: по правилам, наблюдения становятся доступны всем через год. Первым годом после завершения исследований работают только авторы заявки, а потом информация поступает в открытый доступ.

Также запланирована открытая программа с возможностью подачи заявок на наблюдения иностранными астрономами. Первые два года работы телескопа будут преимущественно посвящены базовой программе наблюдений, но до 10% времени будет выделяться на интересные заявки астрономов из всего мира. После выполнения базовой программы половина времени отводится национальной российской программе, а другая половина — открытой, в которой могут участвовать российские и зарубежные астрономы. Такая конкуренция полезна, она заставляет серьезно задумываться над задачами, а не просто использовать выделенное время.

Сколько времени телескоп будет функционировать на орбите?

В документах указано минимум пять лет службы, однако предполагается дальнейшее продление срока эксплуатации. Обычно большинство космических аппаратов работают дольше заявленного срока.

Какие еще области изучает Институт астрономии РАН?

Современную астрономию подразделяют на три вида: теоретическое, наземное наблюдательное и космическое наблюдательное. В России славна история теоретических исследований, а наш институт в основном занимается теоретической астрофизикой.

В области наблюдательной наземной астрономии мы значительно отстали. У нас нет ни одного телескопа диаметром восемь-десять метров и, скорее всего, такого не появится. Самый крупный российский телескоп имеет диаметр зеркала 6 метров. Но даже малые телескопы диаметром 50–60 см, которые институт способен построить, могут решать множество интересных задач. У нас около десяти таких телескопов. Например, с их помощью институт занимается поиском экзопланет.

Проект российско-кубинской обсерватории — робот-телескоп на Кубе эффективно дополняет наши приборы. Непрерывное наблюдение за переменными объектами важно, а наблюдения продолжаются круглосуточно благодаря тому, что когда ночь заканчивается в России, она начинается на Кубе.

В области наблюдений из космоса занимаемся не только проектом «Спектр-УФ». С Индией создали ультрафиолетовый спектрограф для китайской космической станции. Из-за политических сложностей общения Индии и Китая аппарат пока остается в Индии.

В будущих лунных миссиях планируются приборы для астрофизических исследований, которые предлагаем мы из Института астрономии РАН. В программе о Луне никто, кроме нас, не занимается астрофизикой. У нас мало лунных проектов, все они перегружены: «Луна-26» и «Луна-27» сейчас на такой стадии готовности, что ставить на них новые приборы поздно. Обещают включить наши ультрафиолетовые телескопы в состав следующих миссий. Одна из задач лунных миссий в области астрономии — исследование водородной оболочки Земли. Исследований экзосферы Земли не так много, особенно с орбиты Луны и в динамике: то есть не один снимок, а серия. А эта оболочка живет вместе с активностью Солнца, и ее очень интересно изучать именно в динамике.

Институт занимается созданием аппаратуры для противостояния опасности от астероидов и комет. Угроза со стороны дневных астероидов не меньше, чем от наблюдаемых ночью. В светлое время суток астрономы не могут наблюдать космические объекты. Для решения этой проблемы разрабатывается проект СОДА (Система обнаружения дневных астероидов). Телескоп на орбите с позицией позади Солнца сможет фиксировать вылетающие астероиды, так как это единственная возможность их обнаружить.

В чём проявляется проблема недостатка молодёжи в науке России в вашей сфере?

Молодым специалистам с способностями всегда удается найти работу и контракт, если есть желание. Аспирантура же предполагает конкурс, поскольку желающих учиться больше, чем мест. Хотя наблюдаем отток сотрудников, особенно молодых, стараемся решить эту проблему.