Milliméter

A " Millimetron " (" Spektr-M ") egy 10 m átmérőjű kriogén távcsővel ellátott , milliméteres és infravörös hullámhossz-tartományú űrobszervatórium . A Földdel való kommunikációs módban a legnagyobb virtuális rádióteleszkópként fog működni, amely képes feltárni galaxisok, fekete lyukak, pulzárok magjainak szerkezetét, tanulmányozni a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzást, keresni a galaxisok kialakulásának legkorábbi nyomait. Univerzum, fehér lyukak és féreglyukak . Az indítást 2025 után tervezik [1] .

A Millimetron küldetés analógjait a következő 15 évben a világ egyetlen országában sem tervezik.

A teleszkóp működési tartománya 20 µm és 17 mm között van. Feltételezhető, hogy a távcső képes lesz egyetlen távcsőként és egy interferométer részeként is működni Föld-űr bázisokkal (földi teleszkópokkal) [2] . A projektet Nikolai Kardasev akadémikus [3] vezette .

A Spektr sorozatú készülékek közül a negyedik (az elsőt 2011. július 18-án a Spektr-R , a másodikat 2019. július 13-án a Spektr-RG , a harmadikat a Spektr-UF fejleszti ).

Történelem

A "Millimetron" még az 1990-es években fogant meg, de a műszaki problémák összetettsége miatt, amelyek közül sokat először kellett megoldani, a terv megvalósítását többször is elhalasztották. A Millimetron projektet az Orosz Tudományos Akadémia Lebegyev Fizikai Intézetének Asztroűrközpontja javasolta az orosz Radioastron projekt folytatásaként és fejlesztéseként.

• 2014-ben az ISS-en őket. M. F. Reshetnev , az obszervatórium szerkezeti elemeinek teljes méretű tervezési és technológiai modelljei készültek, és megkezdődött azok tesztelése [4] .
• 2015 februárjában a Roscosmos sajtószolgálata arról számolt be, hogy az ISS-ben őket. M. F. Reshetnev , a leendő obszervatórium alkatrészeinek prototípusai és modelljei készülnek [5] . A vállalkozás szakemberei befejezték az űrrádióteleszkóp új anyagmintáinak termikus vákuumos tesztelésére tervezett új elem - egy vákuum-tesztkamra - létrehozását [6] .

• 2015. március 25-én a Roscosmos sajtószolgálata arról számolt be, hogy az ISS-ben őket. M. F. Reshetnev fejleszti és önállóan teszteli a "Millimetron" fedélzeti tudományos berendezések komplexumát [7] .

• 2019. január elejétől megvédték az űrkomplexum tervezetét [8] .

• 2021. június 21-én Larisa Likhacseva, a FIAN igazgatóhelyettese elmondta a médiának, hogy a Jet Propulsion Laboratory és a NASA 2014 óta, de 2016-ban, az új, tízéves amerikai űr kialakítása során egy heterodin vevőegységet akart létrehozni a Spektra-M számára. program, a Millimetron készüléke csak az amerikai fél által ismert okok miatt nem került bele [9] .

• 2019. július 1-jén Larisa Likhacheva, a FIAN igazgatóhelyettese azt mondta a médiának, hogy Kína mátrixvevőt készíthet a Spektra-M-hez, egy másik mátrixvevőt pedig francia, svéd és holland tudósok együttműködésével lehetne létrehozni [10] .

• 2019. november 6-án Larisa Likhacseva, a FIAN igazgatóhelyettese azt mondta a médiának, hogy Oroszország és Franciaország megállapodást készít elő a Spectra-M indítási programról, a Dél-Koreával kötött megállapodás a végső szakaszban van, valamint egy dokumentumot az olasz űrhajóval való együttműködésről. Az Ügynökséget már aláírták. Az orosz-kínai űrkutatási programban a Spektr-M interakcióját is figyelembe veszik. Jelenleg készül a berendezés működő tervdokumentációja. Ezzel párhuzamosan zajlik a tervezési és technológiai elrendezések készítése, ez a szakasz 2023-ig tart [11] .

• 2021. július 1-jén Szergej Truskin, az Orosz Tudományos Akadémia Speciális Asztrofizikai Obszervatóriumának rádió-asztrofizikai laboratóriumának vezetője azt mondta a médiának, hogy a Spektr-M csak a 2030-as évek közepén indulhat el, még akkor is, ha minden szükséges finanszírozásra. a projekthez kiosztották [12] . Július 20-án az Orosz Tudományos Akadémia alelnöke, Jurij Balega akadémikus megerősítette a médiában a projekt megvalósításának 2030-ra történő átadását [13] . Ugyanezen a napon Larisa Likhacheva, az Orosz Tudományos Akadémia Fizikai Intézetének igazgatóhelyettese cáfolta Balega szavait a távcső kilövésének elhalasztásáról [14] .

• 2021. augusztus 9-én Larisa Likhacseva, az Orosz Tudományos Akadémia Fizikai Intézetének igazgatóhelyettese elmondta a médiának, hogy készülnek a kormányközi megállapodások Kínával, Dél-Koreával, Franciaországgal és Olaszországgal a Spektr-M obszervatórium létrehozásában való részvételükről. Az aláíráshoz a korábban megkötött megállapodások alapján meghatározza az egyes országok – a projektben résztvevők – konkrét szerepét. Elmondása szerint az elmúlt két évben jelentősen megnőtt a nemzetközi közösség érdeklődése a Millimetron projekt iránt, aminek oka az obszervatórium létrehozásának sikere, valamint az a tény, hogy a nagy japán SPICA projekt , amely bizonyos mértékig a Millimetronért versengett. zárva. " Nemrég a Spanyol Nemzeti Obszervatórium és a Yebes Observatory [15] érdeklődött a projekt iránt .

• 2021. november 12-én a média az Orosz Tudományos Akadémia Űrtanácsának döntésére hivatkozva arról számolt be, hogy hat nemzetközi megállapodást kötöttek a Millimetron projekttel kapcsolatban (Kína, Dél-Korea, Olaszország, Franciaország, Hollandia és az Egyesült Államok). ) és további négy aláírásra készül [16] .

• 2022. május 5-én a FIAN űrközpont vezetője, Szergej Lihacsov azt mondta a médiának, hogy a külföldi partnerek, köztük Franciaország, Kína, Dél-Korea és Olaszország hivatalosan nem tagadták meg az Oroszországgal való együttműködést a Millimetron projektben. A munka politikai okok miatt lelassult, de folytatódik [17] . Oroszország és Kína a Millimetron-projektre vonatkozó együttműködési megállapodás újraírására készül, és aláírásra készül egy ügynökségközi megállapodás is Dél-Koreával [18] .

• 2022. szeptember 3-án Larisa Likhacseva, az Orosz Tudományos Akadémia Fizikai Intézetének igazgatóhelyettese azt mondta a médiának, hogy a FIAN két orosz céggel tárgyal egy kriogén gép létrehozásáról a Spektra-M számára a francia Air Liquide konszern (az egyik a világ legnagyobb gáz-, technológia- és ipari szolgáltató gyártója), aki szeptember 2-án bejelentette kivonulását Oroszországból. Ebben a szakaszban az orosz cégek készek egy olyan gép létrehozására, amely képes a készülék tükrét 60-70 Kelvin-fokra hűteni, míg eredetileg 20 Kelvin-fokos (-253,15 Celsius-fok) hűtést terveztek. Az intézet azt reméli, hogy 2022. szeptember végére kiválasztanak egy gyártót, aki első ütemben 70-60 Kelvin-fokig hűtő gépet tud gyártani, majd egy 20 fokos gép fejlesztését vállalja. . Jelenleg lehetetlen megjósolni, hogy mennyi ideig tart egy ilyen gép létrehozása [19] .

Várható események

• 2020-2021-ben Az olasz ASI űrügynökség hosszú hullámhosszú tömbspektrométert fog tesztelni egy ballonban Észak-Oroszország felett [20] .
• 2021-től megkezdődik a Navigator-M űrplatform fejlesztése és gyártása a Spektra-M számára.
• 2025 végén az FKP keretében a 2016-2025. A FIAN-nak be kell fejeznie a Spektra-M hasznos teherre vonatkozó munkaterv dokumentációjának (DKD) elkészítését.

A kutatás irányai

A tudományos program elkészítését hat nemzetközi tudományos csoport végzi. A projektben több mint 60 külföldi tudós vesz részt.

A Millimetron projekt tudományos programja három fő kutatási területet foglal magában:

• fizikai folyamatok a korai Univerzumban: egytükrös módban a Millimetron megpróbálja kimutatni a CMB spektrumának torzulásait. Az ilyen tanulmányok először adnak lehetőséget a tudósoknak arra, hogy az Univerzum "láthatatlan" részébe nézzenek a rekombináció előtti korszakban, amikor az átlátszatlan volt a sugárzás számára [21] .
• Aktív galaktikus atommagok tanulmányozása: a rekord érzékenység és a példátlan szögfelbontás miatt a Millimetron tesztelni fogja a féreglyukak létezésének hipotézisét. Képes lesz megvizsgálni a mágneses mezők szerkezetét a feltételezett féreglyuk bejáratok közelében, és az ezekről a területekről való esetleges anyagkiáramlást.
• Az élet eredete az Univerzumban: a terahertz tartományban, amelyben a Millimetron az égi szférában lévő objektumokat fogja megfigyelni, nagyszámú komplex molekulák molekulavonala, az úgynevezett prebiotikumok találhatók, amelyek nélkül a létezés az élet a modern fogalmak szerint lehetetlen. Ezenkívül a Spektr-M-nek köszönhetően a tudósok tanulmányozhatják majd a protoplanetáris korongokat, néhány exobolygót, ezen bolygók légkörét és a földi bolygókat [22] .

1. A bolygók és műholdaik légkörének molekuláris összetétele és fizikai feltételei a Naprendszerben ;
2. Kisbolygók és üstökösök ;
3. A bolygóközi közeg, a Van Allen-öv és az Oort-felhő porkomponense ;
4. Spektropolarimetria, térképezés, különböző típusú csillagok (óriásoktól, Wolf-Rayet csillagoktól , cefeidáktól a normál csillagokig, törpékig, neutron- és kvarkcsillagokig , galaktikus fekete lyukakig ) forgásának és változékonyságának vizsgálata;
5. Bolygók és csillagok porhéjai, csillagok, bolygórendszerek, sőt egyes bolygók eredet- és fejlődési területeinek felderítése és tanulmányozása, szubmilliméteres maserek , az élet megnyilvánulásainak keresése az Univerzumban ;
6. A leghidegebb gáz- és porfelhők összetétele, szerkezete és dinamikája;
7. Az anyag szerkezete és dinamikája a Galaxis közepén található szupermasszív fekete lyuk körül ;
8. A galaxis dinamikája a különböző osztályokba tartozó csillagok radiális sebessége és megfelelő mozgása alapján ;
9. Galaxisok dinamikája és tömegei a helyi csoportban ;
10. A sötét tömeg eloszlása ​​galaxisunkban és lokális rendszerünkben;
11. A galaxisok és kvazárok gáz- és porkomponensének szerkezete és dinamikája , galaxis-összeolvadások, csillagkitörések, megamazerek,
12. Szerkezet és fizikai folyamatok a galaxisok magjában, a kozmikus sugarak gyorsulása ;
13. Galaxishalmazok és szuperhalmazok szerkezete és dinamikája , a rejtett tömeg eloszlása ​​bennük;
14. Kiterjesztett szerkezetek rádiógalaxisok közelében a szinkrotronsugárzás és a nukleáris sugárzás szórása szerint;
15. Galaxisok ütközésének szerkezete és dinamikája;
16. Korai galaxisok, galaxisok észlelése kialakulásuk szakaszában, későbbi evolúciójuk tanulmányozása, beleértve a csillag-, gáz- és porkomponensek, valamint a rejtett tömeg fejlődésének tanulmányozását;
17. Extragalaktikus szupernóvák és kozmológia ;
18. A gravitációs lencsék olyanok, mint a természetes teleszkópok;
19. Kémiai evolúció és kozmológia;
20. A Sunyaev-Zel'dovich-effektus a szubmilliméteres spektrumban és a kozmológiában;
21. Szubmilliméteres Hubble-diagram és kozmológia;
22. Diagram szögméret - vöröseltolódás és kozmológia;
23. A megfelelő mozgás diagramja - vöröseltolódás, relikvia megfelelő mozgás és kozmológia;
24. A szuperluminális mozgás diagramja – vöröseltolódás és kozmológia;
25. Az ereklye sugárzás térbeli ingadozásai a szubmilliméteres tartományban és a kozmológia,
26. A csillagok egyesülése során bekövetkező robbanás fizikai folyamatai és szerkezete, a héj tágulására vonatkozó adatok felhasználása a kozmológiai paraméterek meghatározásához;
27. A galaktikus előtti objektumok kutatása, az Univerzum fejlődésének korai szakaszainak tanulmányozása a rekombináció pillanatától ( rekombinációs vonalak ) a csillagok és galaxisok kialakulásának kezdetéig, az elsődleges fekete lyukak keresése;
28. Az anyag és a vákuum evolúciója, a látens tömeg és a látens energia állapotegyenlete, az infláció maradványai , féreglyukak , az Univerzum többelemes modellje, további térbeli dimenziók;
29. Gravitációs sugárzás a Galaxisban és az Univerzumban (ereklyesugárzás, galaxismagok robbanásai, csillagok, kettőscsillagok robbanásai és ütközései);
30. Asztromérnöki tevékenységek a Galaxisban és a Világegyetemben ;
31. Nagy pontosságú csillagászati ​​koordinátarendszer felépítése;
32. A Föld gravitációs mezőjének nagy pontosságú modelljének építése .

Építkezés

A Millimetront a Lavochkin NPO által kifejlesztett Navigator-M platform alapján hozzák létre.

Tudományos felszerelés

Az Orosz Tudományos Akadémia Rádiómérnöki és Elektronikai Intézete  - 600 gigahertz-ig terjedő frekvenciájú heterodin vevőkészülékek létrehozása.

STC "Cryogenic Technology" - egy kriogén fedélzeti gép létrehozása a teleszkóptükör űrben történő ultraalacsony hőmérsékletre történő hűtésére - 30 kelvin (mínusz 243 Celsius fok) [23] . Erre elsősorban az egyantennás üzemmódra van szükség, hiszen a bolometrikus tömb vevők lehető legnagyobb érzékenységének elérése érdekében a lehető legjobban hűteni kell azokat.

A Sumitomo nagy modulusú  szénszálakat gyárt antennapanelekhez.

Az Űr- és Repülési Anyagok Kutatóintézete (NIIKAM) a nagy modulusú szénszál kötőanyag fejlesztője.

Nyitva tartás

A Spektr-M két üzemmódban tud majd működni: interferométer módban és egytükrös módban. A két rezsim mindegyikéhez saját specifikus tudományos felszerelést fejlesztenek ki, és saját kutatási feladatokat határoznak meg.