www.roscosmos.ru/media/img/2020/June/rgb_final_annotated_fig1.png
Peut-être que je me trompe, mais cela ressemble à un événement important en astronomie extra-atmosphérique qui s'est produit le 10 juin passé presque inaperçu. Le fait est que le vaisseau amiral spatial de notre astronomie allemande et de notre astronomie - le télescope Spectrum-RG - a effectué le premier balayage complet du ciel entier.
Je vais essayer de le réparer. Pour ce faire, je vais essayer d'expliquer en un mot en quoi les différents télescopes diffèrent, pourquoi cet appareil est important pour la science mondiale, et décrire les caractéristiques de son fonctionnement. De plus, à en juger par ces publications antérieures, les auteurs ne comprennent parfois pas ce que signifie l'expression sur la précision de son enregistrement, la référant généralement à tous les télescopes d'une portée similaire.
Le fait est que les télescopes orbitaux ont longtemps été divisés en deux types: topographiques et détaillés. Les premiers sont conçus pour rechercher de nouveaux objets dans la sphère céleste, de préférence avec une carte complète du ciel. Le second est déjà nécessaire pour une étude détaillée des nouvelles sources révélées avec la clarification de leur nature physique et de leurs caractéristiques supplémentaires.
Pour les premiers, il est permis d'utiliser des systèmes optiques grand angle, pour les seconds, des systèmes avec le plus petit angle possible. En plus de la zone d'inspection, cela fixe souvent des délais d'observation. L'analogue le plus proche est l'exposition en photographie. Plus l'angle de l'objectif est large, plus la vitesse d'obturation est lente pour une seule photo et vice versa. Cela sera montré ci-dessous à titre d'exemple.
Avant de commencer la seconde, les premières stations devraient partir. C'est ce qui permettra aux scientifiques qui contrôlent les premiers appareils, comme me l'a dit un astrophysicien, de parler de Spectrum-RG: «Arrêtez de fouiller au hasard comme des chatons aveugles».
Cela peut être mieux montré en utilisant de vrais télescopes comme exemple. Par exemple, le premier véhicule de surveillance à rayons gamma durs était le COS-B, lancé en 1975. Il avait un champ de vision de l'ordre de 30x30 degrés, c'est-à-dire que pour couvrir complètement la sphère céleste, il avait besoin de faire 50 observations. En raison des spécificités de son orbite, il était prévu qu'il construirait une carte des rayons gamma du ciel en 4 ans, mais en réalité, en 6 ans de travail, seulement environ la moitié de la totalité du ciel. Mais c'était un résultat très significatif.
Pour un exemple de station détaillée, on peut prendre NEAO-2 "Einstein", qui a étudié la gamme des rayons X mous en 1978-1981. Son champ de vision était d'environ 1 degré, sa résolution pouvait atteindre 2 secondes d'arc et la sensibilité des capteurs nécessitait une exposition d'environ 10 4 secondes (2,7 heures).
Si ce télescope était nécessaire pour cartographier le ciel entier, il lui faudrait environ 100 ans pour le faire. Au cours de son travail, il n'a regardé que 3% du ciel, mais, d'un point de vue qualitatif, ces 3% étaient très importants. Il a étudié des représentants de presque toutes les classes de sources de rayons X et en a même découvert de nouvelles.
Et il n'aurait pas pu le faire si les scientifiques ne savaient pas à l'avance où chercher, grâce à des cartes bien que moins détaillées de tout le ciel obtenues par des télescopes de relevé.
Étant donné qu'un examen de l'ensemble du ciel est un résultat qualitatif, le répéter à d'autres appareils avec le même résultat n'a généralement aucun sens. Contrairement aux stations détaillées. Ce dernier est souhaitable d'en avoir autant que possible, mais avec une résolution égale. Cela vous permettra d'explorer rapidement les zones ouvertes.
Dans les systèmes d'enquête, pour chaque carte suivante, il est souhaitable d'augmenter la résolution par ordres de grandeur, ce qui n'est pas facile. Et le problème n'est même pas que vous ayez besoin de digérer un ordre de grandeur de trafic supplémentaire depuis l'appareil.
D'un point de vue technique, l'appareil de levé doit être stabilisé par rotation de sorte qu'en un tour il supprime une bande étroite dans le ciel. Et après chaque tour, un nouveau. C'est ce schéma qui a été mis en œuvre pour Spectra-RG. Pour la première fois pour nos appareils, il a été amené au point de Lagrange, après quoi il a pris une orientation constante vers le Soleil et a commencé à scanner le ciel. Ceci est clairement visible dans le diagramme du «Bulletin» du Lavochkin NPO.
La période complète de révolution de l'appareil autour de son axe est d'environ 4 heures. Pendant ces heures, en raison du mouvement de la Terre, le plan de rotation de l'appareil a changé d'environ 0,17 degrés et de nouvelles zones du ciel sont entrées dans le champ de vision des télescopes.
Cela semble simple, mais chaque carte suivante est donnée avec une difficulté croissante. On constate que le temps de scrutation, le transfert des données et les paramètres du système de scan doivent être synchronisés de manière rigide.
Mais plus le champ de vision est étroit, plus l'objet le traverse rapidement. Par exemple, à un angle de vue de 10 x 10 degrés, un objet du plan de l'écliptique sera dans le champ de vision pendant 10 5 secondes (presque une journée), et à un angle de 1 × 1 degrés, l'exposition maximale possible tombe cent fois à 10 3 secondes (16 minutes). Les exigences pour les récepteurs ont augmenté de 100 fois et la résolution linéaire n'a augmenté que de 10 fois. Et si nous exigeons de passer à l'étape suivante, que l'exposition maximale possible soit réduite à quelques minutes. Et avec une telle exposition, même dans la plage optique, il peut y avoir des problèmes, sans parler des rayons X.
En conséquence, alors qu'au départ il y avait des récepteurs assez simples sur les appareils de levé, le Spectra RG utilisait alors des télescopes à chute oblique sophistiqués, dont certains éléments pouvaient être produits par littéralement plusieurs entreprises dans le monde. Et ce n'est pas un fait que lorsque toutes les découvertes scientifiques du Spectra-RG seront étudiées avec des télescopes détaillés, la création de la prochaine station d'observation ne rencontrera que des problèmes financiers et ne sera pas confrontée à des contraintes techniques et scientifiques complexes.
Comparaison d'une section du ciel de différents télescopes. ART-P / Pomegranate (détaillé), ART-XC / Spektr-RG (aperçu), NuSTAR (détaillé)
Cependant, c'est encore loin. La première carte d'ensemble du ciel dans la gamme des rayons X a été construite, au cours des prochaines années, la station l'affinera en plus, balayera le ciel plusieurs fois. Après cela, l'étude de nouveaux objets sera retardée de plusieurs décennies, à la fois selon les données Spectra-RG et à l'aide de stations plus détaillées.