Космонавтика

КОСМИЧЕСКИЕ ТЕЛЕСКОПЫ

Мы сейчас трудимся над созданием серии космических аппаратов "Спектр", которые станут уникальными астрофизическими обсерваториями на орбитах. Мы - это ученые и конструкторы, технологи и испытатели, экспериментаторы и рабочие Научно- производственного объединения им. С.А. Лавочкина, Института астрономии РАН, Института космических исследований РАН, Астрокосмического центра Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, других организаций и фирм. Руководит проектом генеральный конструктор и генеральный директор нашего объединения, доктор технических наук С.Д. Куликов. Основные направления этого проекта возглавляют ученые мирового уровня: академики А.А. Боярчук (научный руководитель "Спектра-УФ"), Р.А. Сюняев (научный руководитель "Спектра-РГ"), Н.С. Кардашев (научный руководитель "Спектра-Р"), О том, как мы начинали, какие трудности преодолевали, к чему пришли, - мой рассказ.

Сейчас понятно, как сказочно повезло землянам. Ведь атмосфера нашей планеты, защищающая все живое от разного рода губительных лучей, идущих из космоса, оказалась прозрачной в оптическом диапазоне волн, что позволяет людям восхищаться картинами звездного неба, любоваться лунным светом, встречать рассветы. Благодаря этому зародилась древнейшая и прекраснейшая из наук - астрономия.

Впрочем, если говорить строго по-научному, земная атмосфера прозрачна лишь в двух сравнительно узких "окнах": оптическом - в диапазоне длин волн от 0,3 до 1,5-2 мкм (последующая область до 8 мкм состоит из ряда узких полос пропускания) и в радиодиапазоне - для волн длиной от 1 мм до 15-30 м. И неудивительно, что астрономы давно мечтали о выносе телескопов за пределы оболочки нашей планеты. После прорыва человека в космос (1957 г.) мечта обрела реальную предметность: на орбите Земли стали появляться различные астрофизические средства наблюдения за небесными объектами, а в марте 1983 г. был запущен первый отечественный астрономический спутник "Астрон" ("Звездный") с ультрафиолетовым телескопом (УФТ).

Почему же ожидания ученых растянулись на четверть века? Во-первых, предстояло построить телескоп больших и одновременно приемлемых габаритов, способный перенести сильные нагрузки и вибрации в процессе выведения его на орбиту и успешно функционировать в условиях открытого космоса. И такой инструмент был создан специалистами Крымской астрофизической обсерватории и нашего объединения - самый крупный в то время космический телескоп. Диаметр главного его зеркала составлял 80 см, длина тубуса равнялась 5 м.

Во-вторых, многое значила точность наведения его на изучаемый объект. Она должна была составлять доли угловых секунд (секунда дуги - угол, под которым виден человеческий волос на расстоянии 50 м). Это все зависело от качества платформы для УФТ. Ею стал разработанный под руководством члена-корреспондента АН СССР Г.Н. Бабакина космический аппарат, которому суждена была долгая и славная жизнь - от "Марса" (1971 г.), "Венеры" (1975 г.), "Веги" (1984 г.) до "Граната" (1989 г.) -без малого тридцать лет!

Отчего же первый полет был связан прежде всего с исследованием ультрафиолетового излучения? Дело в том, что УФ-диапазон в астрофизике принято делить на четыре поддиапазона: ближний проникает через атмосферу (от него наш загар), а три остальные - нет. Но именно в них сосредоточена основная часть спектральных линий атомов и молекул, входящих в состав звезд, галактик, межзвездной среды. Причем 99,9% всех атомов во Вселенной принадлежат водороду и гелию. А их резонансные линии наблюдаются лишь в УФ-диапазоне. В нем же наиболее интенсивно излучают азот, кислород, углерод.

УФТ получил название "Спика" - в честь самой яркой звезды в созвездии Девы - символа Франции. И это не случайно: проект был международным, так как спектрометр для этого телескопа отечественные специалисты создавали в сотрудничестве с Марсельской лабораторией космической астрономии.

Теперь, почти через двадцать лет, я впервые расскажу о трагикомической истории, случившейся на космодроме и стоившей нам немало седых волос. Однако начать надо со схемы функционирования прибора.

Итак, лучи входят вовнутрь телескопа, отражаются от главного зеркала, находящегося внизу трубы, и попадают на вторичное зеркало, расположенное вверху, "лицом" к главному; затем они возвращаются назад, "проскакивают" в щель и попадают на дифракционную решетку. А тут их поджидают фотоэлектронные умножители спектрометра. Все вроде просто. Но предстояло обеспечить высочайшую точность (в долях микрона!). Вот почему во время сеанса с телескопом при наземных испытаниях, после того, как разарретировалась (разблокировалась) его система, мы боялись на него дышать. УФТ специально огораживали и вешали над ним плакат с грозным предупреждением: "Не дотрагиваться!".

И вот на космодроме заканчиваются последние сеансы с телескопом. Все хорошо, замечаний нет. Но, на нашу беду, поступает сообщение: министр обороны маршал С.Л. Соколов при возвращении из Афганистана намерен посетить космодром. А у тогдашнего начальника Байконура были серьезные прегрешения по службе. И он, надеясь на смягчение гнева высокого начальства, решил продемонстрировать свое хозяйство во всем блеске. Днем и ночью, без сна и отдыха офицеры и солдаты все чистили и драили.

Вконец замордованный подполковник В. В. Лебеденко с дюжиной солдат, вручную выкатывая из корпуса огромный вагон, не замечает, что рядом с железнодорожными путями стоит котировочный стенд-стремянка. Мгновенно срабатывает эффект домино: вагон двигает стремянку (с нее чуть не свалились юстировщики), та - ограждение телескопа, а оно в свою очередь... подставку с горизонтально лежащим на ней инструментом. И это во время его функционирования, когда действует предупреждение: "Не дотрагиваться!".

Нас всех охватил ужас. Уверен, у каждого мелькнула мысль: пропал многолетний труд тысяч людей, плакали миллионы народных денег.

О ЧП мгновенно становится известно руководству космодрома. Меня отзывает в сторону бледный, совершенно обезумевший Лебеденко:

- Юрий, тюрьма... Выручай...

Вскоре в зале монтажно-испытательного корпуса появляется генерал-майор А.А. Шумилин - начальник испытательного управления (будущий начальник космодрома в 1992-1997 гг., генерал-лейтенант), выдающийся специалист-ракетчик. Я знал его еще старшим лейтенантом, и к моменту описываемых событий дружил с ним без малого двадцать лет. Не раздумывая, шагнул ему навстречу:

- Не волнуйся, Алексей, маршал еще в пути, а помощь уже здесь.

Практически в это же время (такое счастливое совпадение!) приземлился рейсовый самолет, одним из пассажиров которого был работник Крымской астрофизической обсерватории, главный конструктор телескопа, кандидат физико-математических наук Л. В. Границкий. По распоряжению Шумилина его без всякого оформления (на это ушло бы два-три дня) доставили прямо к телескопу.

Ученый подробно расспросил очевидцев сдвига инструмента, замерил расстояние, на которое тот сместился, рассчитал примерную скорость движения, затем уединился... А через полчаса выдал программу специальных, дополнительных проверок телескопа. И после ее успешного выполнения УФТ был вновь готов к работе.

Кстати, Соколов так и не посетил тогда космодром. А телескоп прекрасно функционировал на орбите шесть лет, т.е. в десятки раз превзошел заданное при проектировании время.

В конце 1983 г. я посетил академика А. Б. Северного - крупнейшего астрофизика, известного мировому научному сообществу выдающимися открытиями в области природы Солнца и звезд, директора Крымской обсерватории, идейного вдохновителя "Астрона" (научным руководителем проекта являлся его заместитель, тогда член- корреспондент АН СССР А.А. Боярчук). Мне не пришлось ехать в Крым: ученый как раз находился в Москве. Встретил он меня радушно. Сам вел расчеты, проводя анализ "астроновских" данных, высоко оценил результаты работы космического телескопа, особо отметив обнаруженное им в атмосферах магнитных звезд повышенное по сравнению с солнечной атмосферой содержание свинца и вольфрама. Это открытие касалось проблем происхождения и возраста звезд и Вселенной, образования химических элементов и других вопросов фундаментальной науки.

Спустя шесть лет, 1 декабря 1989 г., на такую же высокоапогейную орбиту вышел второй отечественный астрономический спутник "Гранат" (название - не в честь драгоценного камня, хотя для нас аппарат был бесценным; аббревиатура составлена по замыслу экспериментов: гамма- рентгеновский астрофизический научный телескоп). Научным руководителем проекта был тогда сотрудник Института космических исследований АН СССР, член-корреспондент АН СССР Р.А. Сюняев, ныне академик РАН, директор Института астрофизики Общества Макса Планка (Мюнхен, Германия).

Возникает вопрос: почему же на этот раз исследовали гамма- рентгеновские излучения? А потому, что их источниками служат сверхактивные объекты: в высокоэнергетических процессах участвует плазма, нагретая до миллиарда (!) градусов. Информация о них чрезвычайно важна для земной физики высоких энергий и физики плазмы.

В программу изучения космоса входили также нейтронные звезды (рентгеновские пульсары, барстеры и т. п.), черные дыры, белые карлики, остатки вспышек сверхновых звезд, галактики, ядра активных галактик, квазары, радиогалактики и т. д.

"Гранат" - один из крупнейших в мире проектов в области астрофизики высоких энергий. На нем были установлены большой франко-советский рентгеновский телескоп "Сигма", другие телескопы и приборы для исследования гамма-всплесков.

В пятилетнюю годовщину успешной работы "Граната" в космосе у нас на фирме, в Институте космических исследований РАН и Центре управления полетом в Евпатории состоялись небольшие торжества. На имя руководителя НПО им. С.А. Лавочкина пришло поздравление Р.А. Сюняева, в котором он с гордостью констатировал, что научные результаты, полученные с помощью "Граната" за это время, вошли в историю мировой астрофизики. "Славу нашего спутника, - отметил академик, - составляют: открытие излучения в аннигиляционной линии позитронов в спектрах двух кандидатов в черные дыры и пульсара в Крабовидной туманности; открытие квазипериодических пульсации рентгеновского потока от 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... "Гранат" ведет патруль за активностью нашего Солнца, им зафиксирован синтез дейтерия в ядерных реакциях на его поверхности во время ярчайших солнечных вспышек...".

...В предпоследний августовский день 2000 г. я зашел по делам "Спектров" к их главному конструктору В.Е. Бабышкину. Он - один из разработчиков телескопа "Астрона" и его носителя, спутника "Гранат", многих других космических аппаратов, изготовленных на нашей фирме. Случайно заметил на его столе фотографию: на ней хозяин кабинета стоял с букетом цветов, а рядом улыбался... наш премьер- министр М.М. Касьянов.

- ?!

Как выяснилось, всего пару месяцев назад в Белом доме в Москве вручали Государственную премию за "Гранат".

- Ну и скромные у нас ребята, -подумал я. Раньше на Доске объявлений у проходной вывешивали список премированных. Теперь приходится спрашивать. - И кто же удостоен награды? - спрашиваю у главного конструктора.

- В нашем объединении, кроме меня, один из разработчиков системы управления ориентацией спутника Ю.Н. Глинкин (посмертно), заместитель руководителя полетом И.Д. Церенин; в Институте космических исследований РАН - Р.А. Сюняев, заместитель директора института, председатель Госкомиссии Г.М. Тамкович, технический руководитель научного комплекса Б.С. Новиков, доктор физико- математических наук, заместитель научного руководителя проекта О.В. Терехов; в Российском научно- исследовательском институте космического приборостроения - технический руководитель радиокомплекса В.Д. Кустодиев.

Так правительство страны отметило впечатляющие открытия с помощью "Граната", выдвинувшие отечественную науку на передовые мировые рубежи.

К сказанному следует добавить: в последние годы те же специалисты принимали активное участие в разработке спутников серии "Спектр" с новыми ультрафиолетовыми и рентгеновскими телескопами и радиотелескопами, призванными принимать радиоизлучение из космоса в диапазоне сантиметровых волн. Необходимость создания таких больших астрофизических обсерваторий на орбите была зафиксирована в разделе "Фундаментальные космические исследования" ныне действующей "Федеральной космической программы России по космическим системам, комплексам и средствам научного и хозяйственного назначения". Следует заметить: это направление активно поддерживают Российское авиационно-космическое агентство и РАН.

Самый продвинутый из этой серии в настоящее время - "Спектр-РГ", предназначенный для комплексных исследований космических источников не только в гамма- и рентгеновском, но и в далеком ультрафиолетовом спектрах. На нем будут смонтированы пять телескопов: один - совместного производства России, Дании, Германии, остальные принадлежат Италии, Германии, Израилю, США. Зарубежные коллеги уже вложили в этот проект 280 млн. долл.

Примерно полгода назад состоялась профсоюзная конференция нашего предприятия. В своей речи генеральный конструктор и генеральный директор объединения С.Д. Куликов, касаясь "Спектра-РГ", отметил: "Экспериментальную работу мы практически закончили, остались статические и тепловые испытания приборного модуля. В основном предстоит отработка электрорадиотехнического изделия. Далее мы должны изготовить летное изделие с запуском в конце 2003 г. Мы обратились к нашим зарубежным коллегам, участвующим в проекте, оказать нам помощь в размере 20 млн. долл. Ими были образованы научная и техническая комиссии. Первая после детальной проработки вопроса вынесла вердикт: приборный состав является уникальным. Вторая после посещения нашего предприятия сделала вывод: космический аппарат спроектирован на высочайшем уровне. Затем в Париже состоялось собрание заинтересованных в реализации проекта сторон, в котором и я принимал участие. Идея финансовой помощи нашему предприятию была одобрена. К сожалению, реального воплощения она пока не получила. Но надежда нас не покидает".


Ю.М. МАРКОВ, инженер-испытатель НПО им. С.А. Лавочкина

Пресс для отходов оборудование для переработки отходов.
Авторские права на статьи принадлежат их авторам
Проект компании Kocmi LTD