Разработана модель для настройки зеркал обсерватории «Спектр-М»
Проекты

Разработана модель для настройки зеркал обсерватории «Спектр-М»

11 декабря 2024 года, 13:15

Запуск космической обсерватории «Спектр-М» («Миллиметрон»), которая займется исследованием структуры ядер галактик, черных дыр, пульсаров и поиском самых ранних следов возникновения Вселенной, запланирован на 2029 год. Российские ученые активно работают над проектом — так, в этом году Сибирское отделение РАН разработало математическую модель, которая позволит настраивать составную зеркальную систему телескопа, существенно улучшая его оптическое качество.

Обсерватория «Миллиметрон» будет представлять собой 10-метровый космический телескоп для изучения различных объектов во Вселенной — от черных дыр и пульсаров до галактик и планетных систем — в миллиметровом и инфракрасном диапазонах длин волн от 0,07 до 10 мм. Его главное зеркало (параболическое) будет насчитывать 96 сегментов, имеющих возможность высокоточной адаптации. Вторичное же зеркало (гиперболическое) установят на гексаподе — платформе, которая сможет корректировать положение зеркала по шести степеням свободы.

Контролировать форму и положение зеркал будет система, которую разрабатывают специалисты Конструкторско-технологического института научного приборостроения СО РАН. Она содержит две ступени: для предварительной и точной настройки. Первая будет осуществляться при помощи лазерного сканера, а вторая — методом ножа Фуко. Систему контроля разместят на борту телескопа.

В 2024 году в КТИ создали математическую модель, благодаря которой можно будет автоматически настраивать зеркальную систему «Спектра-М». Для этого специалисты произвели непрямой обмер геометрии телескопа и параметры его зеркал. По итогам измерений они установили, что модель способна вычислять оптимальное корректирующее воздействие, а значит, сможет и настраивать зеркальную систему. Это в свою очередь улучшит оптическое качество «Миллиметрона».

«В работе получены явные универсальные матричные выражения, позволяющие выполнять оптимальную адаптацию многомерных систем любой природы в условиях их многомерной расстройки <...>», — подчеркнули ученые.

Кроме того, модель сможет имитировать работу системы контроля обсерватории, а в дальнейшем — оценить требования ко всем составным частям и подсистемам «Спектра-М». По мере создания элементов зеркал и электро-механических узлов в модель будут вноситься уточненные данные, пояснили в КТИ.

Обсерваторию «Спектр-М» планируется запустить в 2029 году на расстояние 1,5 млн километров. Она расположится на орбите вокруг точки Лагранжа L2 системы Солнце — Земля. Там она будет собирать данные о строении и эволюции галактик во Вселенной, звездах, планетах и органических соединениях. Головной организацией по ее созданию выступает НПО им. Лавочкина, а комплекс научной аппаратуры разрабатывает астрокосмический центр ФИАН. Проектированием конструкции обсерватории занимается ИСС им. М. Ф. Решетнева.

Космическая обсерватория «Миллиметрон» в определенной степени станет продолжателем традиций «Спектра-Р» — первого в серии космических аппаратов для исследования Вселенной. Он был запущен в 2011 году и прослужил семь с половиной лет. Летом 2019 года на орбиту отправилась обсерватория «Спектр-РГ», предназначенная для составления полной карты Вселенной в рентгеновском диапазоне. За пять лет в космосе она передала на Землю больше петабайта данных.