В середине октября стало известно, что запуск нового российского спутника «Спектр-Рентген-Гамма», намеченный на ноябрь 2014 года, откладывается до 2015-го. По официальным сообщениям, планы изменились из-за задержки с телескопом eRosita, который изготавливается в Германии. Однако в блогосфере сразу появились слухи, что разработчики скрывают истинную причину и проблема, «как всегда», с основной, российской частью проекта.

Чтобы разобраться в этом, мы обратились к Михаилу Николаевичу Павлинскому, заместителю директора Института космических исследований РАН и заместителю научного руководителя проекта «Спектр-РГ».

Михаил Николаевич, могли бы вы пояснить, что случилось со «Спектром-РГ»?

– Случилась совершенно нормальная, рядовая ситуация. В процессе наземной отработки и испытаний аппаратуры неизбежно появляются замечания, которые приходится устранять. И этого можно было ожидать, поскольку первоначально работа спутника планировалась на околоземной орбите, и лишь впоследствии аппарат было решено запустить в точку либрации L2 системы Земля–Солнце.

Поначалу на нашем спутнике планировалось запустить сложный и интересный прибор, рентгеновский калориметр, который требовал мощной охлаждающей системы, а значит – и много энергии. Если бы мы оставались на низкой орбите, при заходе в тень Земли аккумуляторы и батареи спутниковой платформы с этим, скорее всего, не справились бы. Поэтому и было предложено послать аппарат в точку L2, где Солнце всегда может обеспечивать необходимое энергопитание.

Впоследствии из-за сложностей с запуском этого инструмента от него пришлось отказаться, однако L2 так и осталась нашей целью. А это уже совершенно иная радиационная нагрузка на приборы, по сравнению с околоземной орбитой, где спутники защищены магнитосферой. Нам пришлось менять всю элементную базу на более радиационно стойкую, менять логику её работы – это и вызвало задержку готовности с немецкой стороны.

С другой стороны, появившееся время даёт нам возможность дополнительно отработать все системы и платформы «Навигатор», и российского телескопа ART-XC, провести дополнительные наземные калибровки на стенде, с толком использовать образовавшееся время, чтобы наш проект нормально отработал все запланированные семь лет.

Первоначально «Спектр-РГ» был настоящим мегапроектом, с участием десятка стран и массой научных инструментов. Сегодня он «ужался» до пары телескопов. Насколько это изменило задачи миссии?

– Это был проект ещё советского времени, родившийся в 1987 году на международном симпозиуме, посвящённом 30-летию запуска первого спутника. С этой инициативой выступили тогда такие светила, как Яков Борисович Зельдович, Роальд Зиннурович Сагдеев, Рашид Алиевич Сюняев... Никто, конечно же, не предполагал тогда, что и вся страна, и наука окажутся в таком тяжёлом положении. Долгое время, несмотря на все трудности, проект пытались завершить, и окончательно он был закрыт только в 2002 году. Но тогда же сразу стали прорабатывать облик новой миссии «Спектр-РГ». От старой фактически осталось только название.

Задачи, которые ставились перед первым проектом, оказались близки к западным миссиям, которые к тому времени уже успешно работали, – например, Chandra или XMM-Newton. Конкурировать с ними смысла уже не было, да и приборы наши к тому времени уже устарели. Поэтому для новой миссии была найдена своя уникальная «экологическая ниша».

На орбите работало и продолжает работать немало рентгеновских телескопов. Где же среди них нашлась «экологическая ниша» для ещё одного?

– Давайте рассмотрим конкретно. Есть, например, замечательный американский телескоп Chandra. По-своему он прекрасен, он имеет высочайшее, рекордное угловое разрешение, однако при этом достаточно умеренную эффективную площадь. Это узконаправленный телескоп, его поле зрения исчисляется десятками квадратных минут. У нас же речь идёт о необходимости покрытия всей небесной сферы, о сорока тысячах квадратных градусов – разница на много порядков.

Можно вспомнить ещё проект ИНТЕГРАЛ. Он работает в другом, более «жёстком» диапазоне, т.е. фотоны с энергией в десятки, сотни раз выше тех, которые собираемся регистрировать мы. Да и чувствительность у него на порядки ниже той, которую ожидают от «Спектра-РГ». Есть европейский телескоп XMM-Newton, у него угловое разрешение несколько выше, чем у наших. Но опять же поле зрения у него много меньше. А главное: и Chandra и XMM-Newton – это всё миссии, созданные для наблюдения отдельных конкретных объектов. Мы же планируем прежде всего именно обзорные исследования.

Сегодня в астрономии они очень популярны – можно назвать, например, проект Planck, который несколько раз осмотрел всё небо, изучая микроволновый фон Вселенной. «Спектр-РГ» должен проделать это в рентгеновском диапазоне и с высокой чувствительностью.

Это будут телескопы, работающие «с широко открытыми глазами». За первые четыре года на орбите спутник восемь раз «просканирует» небо, и только потом следующие три года мы будем наблюдать отдельные астрофизические объекты, которые будут в основном отобраны по результатам обзора всего неба.

И что же увидят его широко открытые глаза?

– Такой инструмент позволит рассматривать самые разные явления; их можно условно разделить по степени удалённости от Земли.

Мы сможем провести в некотором смысле «томографию» Солнечной системы. Ведь пролетающие кометы взаимодействуют с солнечным ветром и становятся источниками «мягкого» рентгеновского излучения. И если мы будем отслеживать свечение множества комет, которые движутся по самым разным орбитам, то сможем, используя их как естественные «приборы», построить трёхмерную карту солнечного ветра.

Далее – мы сможем наблюдать ближайшие планеты: Марс, Юпитер и Сатурн. Сможем увидеть происходящее на самой границе Солнечной системы и попытаться разделить гелиосферное излучение, возникающее там под воздействием диффузного галактического излучения.

Дальше уже идут звёзды: по нашим оценкам, мы сможем увидеть около полумиллиона звёзд, светящихся в рентгене. Это и белые карлики, и звёзды с активной хромосферой, переменные и так далее. А поскольку рентгеновское излучение хорошо проникает туда, где оптическое поглощается, это снова позволит нам провести «томографию», только уже галактической плоскости, рассмотреть рентгеновские источники и в галактических рукавах, и в центре нашей Галактики.

Теперь переходим ещё дальше, к сверхмассивным чёрным дырам в ядрах галактик – не только нашей и соседней Андромеды, но и более далёких. Их мы тоже сможем наблюдать как рентгеновские источники: думаем, что сумеем зарегистрировать несколько миллионов таких объектов и увидеть самые древние из них. Это позволит лучше понять их эволюцию и происхождение, их влияние на рождение и жизнь галактик. Мы увидим и другие экзотические события – такие, например, как разрыв и «поедание» звёзд массивными чёрными дырами.

Наконец, мы должны изучить космологические параметры Вселенной. Ведь если мы будем смотреть в обычном оптическом диапазоне, то в основном увидим лишь множество отдельных галактик. На самом деле во Вселенной существуют крупномасштабные, гравитационно связанные объекты – скопления галактик. Здесь галактики «погружены» в очень горячий и невидимый для оптики межгалактический газ. Зато его прекрасно видно в рентгеновских лучах, поскольку он разогрет до очень больших температур и излучает именно в этом диапазоне. И по массе этот газ на порядок превосходит массу всех галактик в скоплении.

В этом и состоит основная научная программа нашего проекта: мы хотим обнаружить все достаточно большие скопления галактик, которые сформировались во Вселенной. Численное моделирование показывает, что с нашей чувствительностью мы должны найти около 100 тысяч скоплений галактик – и в этот список попадут практически все скопления с массой 10¹⁴ масс Солнца, сформировавшиеся за время, равное возрасту Вселенной, т.е. за 14 миллиардов лет.