Астрофизическая обсерватория "Гранат"

  • Обзор проекта

  • Основные задачи

  • Описание миссии

  • Научная аппаратура

  • Значимость миссии

  • Галерея

Космический аппарат «Гранат» - вторая, из созданных в СССР, астрофизических внеатмосферных непилотируемых обсерваторий. Он предназначен для проведения астрофизических исследований галактических и внегалактических источников космического излучения в рентгеновском и гамма-диапазонах электромагнитного излучения. Его задачей является проведение детальных исследований компактных и протяженных космических источников рентгеновского и мягкого гамма-излучений.

Обсерватория задумана как работающий на орбите ИСЗ комплекс приборов, воспринимающий излучения в широчайшем диапазоне - от 2 кэВ до 100 МэВ. Её появление открывало новые возможности для определения температуры тепловой плазмы в скоплениях галактик, рентгеновских пульсарах, аккреционных дисках вокруг черных дыр, для выявления космических объектов, где работают нетепловые механизмы излучения.

  1. Назначение астрофизика
  2. Статус выведен из эксплуатации,
  3. Объект исследований Вселенная
  4. Дата запуска 1 декабря 1989 года
  5. Космодром Байконур
  6. Средства выведения РН «Протон-К»
  7. Масса аппарата 4000 кг
  8. Рабочая орбита высокоэллиптическая, перигей 2 000 км., апогей 200 000 км., наклонение 51,5˚
  9. Срок активного существования 9 лет
Научная программа КА «Гранат», включает:
  • построение изображения с высоким разрешением и высокой чувствительностью участков небесной сферы в гамма и рентгеновском диапазонах, локализацию дискретных источников рентгеновского и гамма-излучений; 
  • исследование спектральных характеристик излучения космических источников в рентгеновском и гамма-диапазонах длин волн и поведения их во времени; 
  • измерение линейной поляризации излучения рентгеновских источников; 
  • исследование фонового рентгеновского излучения Вселенной, его мелкомасштабной изотропии; 
  • фпатрульное слежение за небесной сферой с целью обнаружения и изучения источников рентгеновского и гамма-излучений.


Программа полёта была рассчитана на 8 месяцев - это во многом определялось тем, что для КА «Гранат» в целях удешевления проекта и ускорения сроков его реализации при комплектации состава бортовой служебной аппаратуры использован ЗИП, сформированный для КА «Вега». Остаточный ресурс приборов, изготовленных в 1983-84 годах, определял технически гарантированную именно такую продолжительность полетного времени.

КА «Гранат» многократно перевыполнил первоначально намеченную программу. Он проводил научные измерения в штатном режиме в течение 58 месяцев, а общее время его работы на орбите составило 108 месяцев. Количество проведенных сеансов связи составило более 1800. Было выдано более 160 000 команд при ресурсе бортового дешифратора в 25 000 команд. Большинство приборов и систем превысили свой ресурс в 5-6 и более раз.

При периоде обращения КА вокруг Земли равном 98 часам время для научных наблюдений составляло 65-70 часов на витке. Остальное время распределялось следующим образом:

  • 15 часов КА находился в зоне радиационных поясов, где научная аппаратура должна быть отключена;
  • 10-15 часов занимали 3 сеанса связи, в которых происходили передача записанной информации и подготовка научного комплекса к очередному интервалу наблюдений.
Из этого следует, что эффективность научного использования КА «Гранат» превысила 70%. Проект «Гранат» относится к наиболее успешным проектам, реализованным НПО им. С.А. Лавочкина.

В состав КА «Гранат» входят орбитальный модуль и комплекс научной аппаратуры. 
При создании астрофизической обсерватории «Гранат» за основу взят служебный модуль КА «Астрон», конструкция которого была доработана.

В связи с появлением на борту нового и более тяжёлого комплекса научной аппаратуры изготовлена новая коническая проставка, соединяющая торовый приборный отсек с опорным цилиндром.  Торовый приборный отсек - герметичный. В нем размещены жизненно важные системы аппарата, обеспечивающие его функционирование на орбите ИСЗ: радиокомплекс, телеметрическая система, система автономного управления ориентацией и стабилизацией, система электропитания, элементы системы терморегулирования, блоки электроавтоматики. Снаружи на торовом отсеке, на стороне аппарата, постоянно обращенной к Солнцу, расположен блок астродатчиков, состоящий из оптикоэлектронных приборов ориентации на Солнце и звезду.

Снаружи космический аппарат закрыт многослойной экранно-вакуумной теплоизоляцией, за исключением окон оптических датчиков ориентации и рабочих поверхностей некоторых научных приборов, к которым предъявляются специальные требования. Размещение научной аппаратуры на орбитальном модуле учитывает то обстоятельство, что функционально основная часть приборов комплекса научной аппаратуры делится на две группы:

  • телескопы с узким полем зрения («Сигма», АРТ-П, АРТ-С) - для наблюдения стационарных источников космического излучения; 
  • обзорные детекторы («Конус», «Фебус», «Вотч») - для регистрации и исследования переменных источников космического излучения, в частности всплесков.

Более массивный, чем его предшественник, телескоп «Сигма» потребовал также усиления конструкции опорного цилиндра. Встроена внутренняя перегородка, перпендикулярная продольной оси опорного цилиндра и разделяющая его на две части. Верхняя часть представляет собой герметичный отсек, в котором расположены электронные блоки научной аппаратуры. В связи с этим удалены ранее размещенные там 19 шаробаллонов - резервуаров для запасов рабочего тела (азота в газообразном состоянии) системы исполнительных органов, а общее их количество уменьшилось с 35 до 16.

Научные результаты
Уже первые наблюдения, проведенные обсерваторией «Гранат», дали сенсационные научные результаты.

Изображения центра Галактики, построенные по информации, полученной с телескопов АРТ-П и «Сигма», позволили определить местонахождение и идентифицировать мощный источник излучения высоких энергий. То, что этот источник (1Е1740-29) не совпадает с динамическим центром Галактики, а расположен от него в 40 угловых минутах, представляло собой информацию первостепенной важности.

Это первое открытие «Граната» было представлено участникам коллоквиума Международного астрономического союза уже в апреле 1990 года. В дальнейшем наблюдение области центра Галактики проводилось многократно и продолжительное время.

Научные результаты, полученные КА «Гранат», вошли в историю мировой астрофизики. Среди них: открытие излучения в линии аннигиляции электронов-позитронов в спектрах двух рентгеновских источников - кандидатов в черные дыры; открытие квазипериодических осцилляции рентгеновского потока от кандидатов в черные дыры; открытие трех ярчайших рентгеновских Новых, общепризнанных ныне 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.

Были открыты более двух десятков неизвестных ранее рентгеновских источников. Собрана замечательная коллекция спектров излучения черных дыр и нейтронных звезд - рентгеновских пульсаров и барстеров. Зарегистрировано более 250 космических гамма-всплесков. КА «Гранат» проводил патрульное слежение за активностью нашего Солнца, им был зафиксирован синтез дейтерия в ядерных реакциях на его поверхности во время ярчайших солнечных вспышек. Проводился обзор неба в жестких рентгеновских лучах.

Результаты исследований характеризуют источники рентгеновского и гамма излучений, расположенных в области составляющей 80% небесной сферы. Они легли в основу более 200 опубликованных научных работ.

Возврат к списку