Milimetrul

" Millimetron " (" Spektr-M ") este un observator spațial al intervalelor de lungimi de undă milimetrice și infraroșii cu un telescop criogenic cu un diametru de 10 m . În modul de comunicare cu Pământul, va funcționa ca cel mai mare radiotelescop virtual capabil să exploreze structura nucleelor ​​galaxiilor, găurilor negre, pulsarilor, studiind radiația cosmică de fond cu microunde, căutând cele mai timpurii urme ale formării Univers, găuri albe și găuri de vierme . Lansarea este planificată după 2025 [1] .

Analogii misiunii Millimetron nu sunt planificați în nicio țară din lume în următorii 15 ani.

Raza de lucru a telescopului este de la 20 µm la 17 mm. Se presupune că telescopul va putea funcționa atât ca un singur telescop, cât și ca parte a unui interferometru cu baze Pământ-Spațiu (cu telescoape de la sol) [2] . Proiectul a fost condus de academicianul Nikolai Kardashev [3] .

Al patrulea dintre dispozitivele din seria Spektr (primul a fost lansat pe 18 iulie 2011 Spektr-R , al doilea a fost lansat pe 13 iulie 2019 Spektr-RG , al treilea este dezvoltat de Spektr-UF ).

Istorie

„Millimetron” a fost conceput încă din anii 1990, dar din cauza complexității problemelor tehnice, dintre care multe trebuie rezolvate pentru prima dată, punerea în aplicare a planului a fost amânată în mod repetat. Proiectul Millimetron a fost propus de Centrul Astrospațial al Institutului de Fizică Lebedev al Academiei Ruse de Științe ca o continuare și dezvoltare a proiectului Rusiei Radioastron .

• În 2014, la ISS ei. M. F. Reshetnev , au fost create modele full-size și modele tehnologice ale elementelor structurale ale observatorului și au început testarea acestora [4] .
• În februarie 2015, serviciul de presă al Roscosmos a raportat că în ISS ei. M. F. Reshetnev , se realizeaza prototipuri si modele ale componentelor viitorului observator [5] . Specialiștii întreprinderii au finalizat crearea unui nou element conceput pentru testarea în vid termic a probelor de materiale noi pentru un radiotelescop spațial - o cameră de testare în vid [6] .

• Pe 25 martie 2015, serviciul de presă al Roscosmos a raportat că în ISS le-a spus. M. F. Reshetnev dezvoltă și testează autonom complexul de echipamente științifice de la bord „Millimetron” [7] .

• De la începutul lunii ianuarie 2019, proiectul de proiect pentru complexul spațial a fost apărat [8] .

• Pe 21 iunie 2021, directorul adjunct al FIAN, Larisa Likhacheva, a declarat presei că Jet Propulsion Laboratory și NASA doreau să creeze un receptor heterodin pentru Spektra-M din 2014, dar în 2016, în timpul formării noului spațiu american de zece ani. program, dispozitivul pentru Millimetron nu a fost inclus în acesta din motive cunoscute doar de partea americană [9] .

• La 1 iulie 2019, directorul adjunct al FIAN, Larisa Likhacheva, a declarat presei că China ar putea realiza un receptor matrice pentru Spektra-M, un alt receptor matrice ar putea fi creat prin cooperarea oamenilor de știință din Franța, Suedia și Țările de Jos [10] .

• Pe 6 noiembrie 2019, directorul adjunct al FIAN, Larisa Likhacheva, a declarat presei că Rusia și Franța pregătesc un acord privind programul de lansare Spectra-M, un acord cu Coreea de Sud este în stadiul final și un document privind cooperarea cu Spațiul italian. Agentia a fost deja semnata. De asemenea, interacțiunea pe Spektr-M este luată în considerare în programul de explorare spațială ruso-chineză. Documentația de proiectare de lucru pentru aparat este în prezent în curs de dezvoltare. În paralel, se realizează realizarea de amenajări de design și tehnologia, această etapă urmând să dureze până în 2023 [11] .

• La 1 iulie 2021, Serghei Trushkin, șeful laboratorului de radioastrofizică al Observatorului Special de Astrofizică al Academiei Ruse de Științe, a declarat presei că Spektr-M ar putea fi lansat abia la mijlocul anilor 2030, chiar dacă toate finanțările necesare pentru proiect a fost alocat [12] . Pe 20 iulie, transferul implementării proiectului pentru 2030 a fost confirmat presei de către vicepreședintele Academiei Ruse de Științe, academicianul Yuri Balega [13] . În aceeași zi, Larisa Likhacheva, director adjunct al Institutului de Fizică al Academiei Ruse de Științe, a infirmat cuvintele lui Balega despre amânarea lansării telescopului [14] .

• La 9 august 2021, directorul adjunct al Institutului de Fizică al Academiei Ruse de Științe, Larisa Likhacheva, a declarat presei că se pregătesc acorduri interguvernamentale cu China, Coreea de Sud, Franța și Italia privind participarea acestora la crearea observatorului Spektr-M. pentru semnare, va preciza rolul specific al fiecărei țări - participanți la proiect pe baza acordurilor încheiate anterior. Potrivit acesteia, în ultimii doi ani, interesul comunității internaționale față de proiectul Millimetron a crescut semnificativ datorită succesului în crearea unui observator și faptului că marele proiect japonez SPICA , care concura într-o oarecare măsură pentru Millimetron , a fost închis. ”. Recent, Observatorul Național Spaniol și Observatorul Yebes [15] au devenit interesați de proiect .

• Pe 12 noiembrie 2021, presa, invocând decizia Consiliului Spațial al Academiei Ruse de Științe, a raportat că au fost încheiate șase acorduri internaționale privind proiectul Millimetron (China, Coreea de Sud, Italia, Franța, Olanda și Statele Unite ale Americii). ) și încă patru sunt pregătite pentru semnare [16] .

• Pe 5 mai 2022, șeful centrului spațial FIAN, Serghei Likhachev, a declarat presei că partenerii străini, inclusiv Franța, China, Coreea de Sud și Italia, nu au refuzat oficial să coopereze cu Rusia în lucrarea la proiectul Millimetron. Lucrarea a fost încetinită din motive politice, dar continuă [17] . Rusia și China se pregătesc să semneze din nou un acord de cooperare în ceea ce privește lucrările la proiectul Millimetron și, de asemenea, se pregătește pentru semnare un acord inter-agenții cu Coreea de Sud [18] .

• La 3 septembrie 2022, directorul adjunct al Institutului de Fizică al Academiei Ruse de Științe, Larisa Likhacheva, a declarat presei că FIAN negociază cu două companii rusești pentru a crea o mașină criogenică pentru Spektra-M, care să înlocuiască concernul francez Air Liquide (una dintre cei mai mari producători mondiali de gaze, tehnologii și servicii pentru industrie), care și-au anunțat retragerea din Rusia pe 2 septembrie. În această etapă, companiile rusești sunt gata să creeze o mașină capabilă să răcească oglinda dispozitivului la 60-70 de grade Kelvin, în timp ce răcirea la 20 de grade Kelvin (-253,15 grade Celsius) era inițial planificată. Institutul speră că un producător va fi selectat până la sfârșitul lui septembrie 2022 și va putea produce o mașină care se răcește până la 70-60 de grade Kelvin în prima etapă, iar apoi va prelua dezvoltarea unei mașini de 20 de grade. . În această etapă, este imposibil de prezis cât timp va dura crearea unei astfel de mașini [19] .

Evenimente așteptate

• În 2020-2021 Agenția spațială italiană ASI va testa un spectrometru cu matrice cu lungime de undă lungă într-un balon deasupra nordului Rusiei [20] .
• Din 2021, va începe dezvoltarea și fabricarea platformei spațiale Navigator-M pentru Spektra-M.
• La sfârșitul anului 2025, în cadrul FKP pentru 2016-2025. FIAN urmează să finalizeze producția documentației de proiectare de lucru (DKD) a încărcăturii utile pentru Spektra-M.

Direcții de cercetare

Pregătirea programului științific este realizată de șase grupuri științifice internaționale. Peste 60 de oameni de știință străini participă la proiect.

Programul științific al proiectului Millimetron include trei domenii principale de cercetare:

• procesele fizice din Universul timpuriu: în modul oglindă unică, Millimetron va încerca să detecteze distorsiuni în spectrul CMB. Astfel de studii le vor oferi pentru prima dată oamenilor de știință oportunitatea de a cerceta partea „invizibilă” a Universului în epoca de dinaintea recombinării, când era opac la radiații [21] .
• Studiul nucleelor ​​galactice active: datorită sensibilității record și rezoluției unghiulare fără precedent, Millimetronul va testa ipoteza existenței găurilor de vierme. El va putea investiga structurile câmpurilor magnetice din apropierea intrărilor ipotetice ale găurilor de vierme și posibile ieșiri de materie din aceste zone.
• Originea vieții în Univers: în intervalul teraherți, în care Millimetron va observa obiectele din sfera cerească, se află un număr mare de linii moleculare pentru molecule complexe, așa-numitele prebiotice, fără de care existența a vieții, conform conceptelor moderne, este imposibil. De asemenea, datorită lui Spektr-M, oamenii de știință vor putea studia discurile protoplanetare, unele exoplanete, atmosferele acestor planete și planetele terestre [22] .

1. Compoziția moleculară și condițiile fizice în atmosferele planetelor și a sateliților acestora din sistemul solar ;
2. Asteroizi și comete ;
3. Componenta de praf a mediului interplanetar, centurile Van Allen și Norul Oort ;
4. Spectropolarimetrie, cartografiere, studierea rotației și variabilității stelelor de diferite tipuri (de la giganți, stele Wolf-Rayet , Cefeide la stele normale, pitice, stele neutroni și cuarci , găuri negre galactice );
5. Planete și învelișuri de praf de stele, detectarea și studiul zonelor de origine și evoluție a stelelor, sistemelor planetare și chiar planetelor individuale, masere submilimetrice , căutarea manifestărilor vieții în Univers ;
6. Compoziția, structura și dinamica celor mai reci nori de gaz și praf;
7. Structura și dinamica materiei în jurul găurii negre supermasive din centrul Galaxiei ;
8. Dinamica galaxiei prin viteze radiale și mișcări proprii ale stelelor de diferite clase ;
9. Dinamica și masele galaxiilor din Grupul Local ;
10. Distribuția masei întunecate în galaxia noastră și sistemul local;
11. Structura și dinamica componentei de gaz și praf a galaxiilor și quasarelor , fuziunile galaxiilor, exploziile stelare, Megamasere,
12. Structura și procesele fizice în nucleele galaxiilor, accelerarea razelor cosmice ;
13. Structura și dinamica clusterelor de galaxii și superclustere , distribuția masei ascunse în ele;
14. Structuri extinse în apropierea galaxiilor radio în funcție de radiația sincrotron și împrăștierea radiației nucleare;
15. Structura și dinamica ciocnirii galaxiilor;
16. Galaxii timpurii, detectarea galaxiilor în stadiul formării lor, studiul evoluției lor ulterioare, inclusiv studiul evoluției componentelor stelare, gazoase și praf și a masei ascunse;
17. Supernove extragalactice și cosmologie ;
18. Lentilele gravitaționale , sunt ca telescoapele naturale;
19. Evoluție chimică și cosmologie;
20. Efectul Sunyaev-Zel'dovich în spectrul submilimetric și cosmologie;
21. Diagrama submilimetrică Hubble și Cosmologie;
22. Dimensiunea unghiulară a diagramei - redshift și cosmologie;
23. Diagrama mișcării corecte - deplasarea spre roșu, mișcarea proprie relicve și cosmologie;
24. Diagrama mișcării superluminale - redshift și cosmologie;
25. Fluctuațiile spațiale ale radiației relicve în intervalul submilimetric și cosmologie,
26. Procesele fizice și structura exploziei în timpul fuziunii stelelor, utilizarea datelor privind expansiunea învelișului pentru a determina parametrii cosmologici;
27. Căutarea obiectelor pregalactice, studiul etapelor incipiente ale evoluției Universului de la momentul recombinării ( linii de recombinare ) până la începutul formării stelelor și galaxiilor, căutarea găurilor negre primare;
28. Evoluția materiei și a vidului, ecuația de stare pentru masa latentă și energia latentă , relicve ale inflației , găuri de vierme , model multi-element al Universului, dimensiuni spațiale suplimentare;
29. Radiația gravitațională în Galaxie și Univers (radiații relicve, explozii în nucleele galaxiilor, explozii și ciocniri de stele, stele binare);
30. Activități de astroinginerie în galaxie și univers ;
31. Construirea unui sistem de coordonate astronomice de înaltă precizie;
32. Construirea unui model de înaltă precizie al câmpului gravitațional al Pământului .

Constructii

Millimetron este creat pe baza platformei Navigator-M , dezvoltată la NPO Lavochkin.

Echipament științific

Institutul de Inginerie Radio și Electronică al Academiei Ruse de Științe  - crearea de receptoare heterodine cu o frecvență de până la 600 gigaherți.

STC „Cryogenic Technology” - crearea unei mașini criogenice de bord pentru răcirea oglinzii telescopului în spațiu la temperaturi ultra-scăzute - 30 kelvin (minus 243 grade Celsius) [23] . Acest lucru este necesar în primul rând pentru modul de antenă unică, deoarece pentru a obține cea mai mare sensibilitate posibilă a receptoarelor cu matrice bolometrică, este necesar să le răciți cât mai mult posibil.

Sumitomo este un producător de  fibră de carbon cu modul înalt pentru panouri de antenă.

Institutul de Cercetare a Materialelor Spațiale și Aviației (NIIKAM) este un dezvoltator al unui liant pentru fibră de carbon cu modul înalt.

Orele de deschidere

Spektr-M va putea funcționa în două moduri: în modul interferometru și în modul oglindă unică. Pentru fiecare dintre cele două regimuri se dezvoltă propriul echipament științific specific și se stabilesc propriile sarcini de cercetare.