Ю. ЗАЙЦЕВ

1 декабря 1989 г. с космодрома Байконур с помощью ракеты-носителя «Протон» запущена в космос астрофизическая обсерватория «Гранат». Выведение ее на рабочую орбиту осуществлялось по двухимпульсной схеме. Сначала ракета-носитель обеспечила доставку космического аппарата на промежуточную орбиту искусственного спутника Земли с параметрами: максимальная высота — 2009 км, минимальная высота — 166 км. На первом витке этой орбиты были включены двигатели четвертой ступени (разгонного блока), и аппарат перешел на рабочую орбиту с высотой в апогее 200 тыс. км и в перигее 2000 км.

Научная аппаратура обсерватории «Гранат» разрабатывалась учеными и специалистами Советского Союза, Франции, Болгарии и Дании.

Конструкция и основные приборы обсерватории. Конструктивно космическая обсерватория «Гранат» состоит из орбитального модуля и комплекса научной аппаратуры. Основой орбитального модуля является связка из последовательно расположенных приборного отсека и опорного цилиндра, соединенных между собой конической проставкой.

Приборный отсек герметичный. В нем размещены радиокомплекс, телеметрическая система, система автономного управления ориентацией и стабилизацией, система электропитания, элементы системы терморегулирования, блоки электроавтоматики. Снаружи на отсеке, на стороне аппарата, постоянно обращенной к Солнцу, расположен блок астродатчиков.

Источники электрической энергии — солнечные батареи с кремниевыми фотопреобразователями, состоящие из трех панелей. Две панели, каждая из которых имеет две складывающиеся секции, расположены симметрично относительно продольной оси аппарата на фермах, крепящихся к опорному цилиндру. До вывода обсерватории на рабочую орбиту они находятся в сложенном положении и раскрываются после отделения разгонного блока. Третья панель установлена неподвижно на опорном цилиндре. Общая площадь солнечных батарей 8 м².

Устойчивая радиосвязь космического аппарата с Землей обеспечивается при любой его ориентации с помощью установленных на орбитальном модуле приемно-передающих антенн дециметрового и сантиметрового диапазонов.

Управление угловым положением КА при его ориентации и стабилизации в пространстве осуществляется газореактивными соплами, работающими на сжатом азоте. Сопла расположены на раскрывающихся панелях солнечных батарей и на приборном отсеке.

Снаружи космический аппарат покрыт многослойной экранно-вакуумной теплоизоляцией (за исключением окон оптических датчиков ориентации и рабочих поверхностей некоторых научных приборов).

Научная аппаратура размещается на орбитальном модуле. Функционально весь комплекс приборов делится на две основные группы: телескопы с узким полем зрения (СИГМА, АРТ-П, АРТ-С) — для наблюдения стационарных источников космического излучения и обзорные детекторы (КОНУС-В, ФЕБУС, ВОТЧ) — для регистрации и исследования переменных источников космического излучения.

К верхнему фланцу опорного цилиндра через коническую проставку крепится гамма-телескоп «СИГМА», визирная ось которого совпадает с продольной осью космического аппарата. По обе стороны от телескопа на двух неподвижных основаниях, закрепленных на опорном цилиндре, установлены соосно с последним телескопы АРТ-П и АРТ-С. Такое расположение телескопов позволяет одновременно исследовать источники космического излучения в чрезвычайно широком энергетическом диапазоне. Рядом с телескопом АРТ-С расположена двухстепенная подвижная платформа с научными приборами эксперимента «ПОДСОЛНУХ». Установлена она таким образом, что в любой момент времени можно навести установленные на ней научные приборы в любую точку небесной полусферы.

Обзорные детекторы комплекса научной аппаратуры «КОНУС-В», «ФЕБУС», «ВОТЧ» расположены на орбитальном модуле. Кроме перечисленных научных приборов, на приборном отсеке установлен монитор заряженных частиц — прибор КС-18М.

Общая длина КА достигает 6,5 м, размах по панелям солнечных батарей 8,5 м, масса научной аппаратуры 2,2 т.

Телескопы АРТ-П (разработан учеными СССР) и «Сигма» (разработан французскими специалистами) считаются основными приборами обсерватории. Они позволяют получать изображения рентгеновских источников излучения в широком диапазоне энергий.

«Сигма» работает в диапазоне от 30 до 2000 кэВ, имеет позиционно-чувствительный детектор на основе кристалла NaJ и кодирующую апертуру. Телескоп может строить изображения участков небесной сферы размером 7,3 X 7,3° и локализовать дискретные источники рентгеновского и мягкого гамма-излучений. Эффективная площадь телескопа 1024 см², что обеспечивает его высокую чувствительность. Спектральное разрешение прибора близко к предельно возможному для данного типа детекторов.

Советский телескоп АРТ-П работает в диапазоне от 3 до 100 кэВ. Телескоп может строить изображение участка небесной сферы и локализовать дискретные источники рентгеновского излучения с точностью порядка угловой минуты. Эффективная площадь прибора составляет 2400 см². Поле зрения прибора выбрано таким образом, чтобы в его пределах одновременно находилось от 3 до 10 слабых источников. Прибор обеспечивает разделение этих источников и исследование их спектров и поведения во времени. Чувствительность его за 24-часовую экспозицию достаточна для наблюдения квазаров, находящихся на космологических расстояниях. Используемый тип детектора позволяет проводить детальные спектральные исследования источников. Важнейшая особенность прибора — возможность измерения линейной поляризации излучения рентгеновских источников. Поле зрения прибора 1,8 X 1,8°.

В состав обсерватории входит также построенный по традиционной схеме рентгеновский телескоп АРТ-С, работающий в диапазоне от 3 до 100 кэВ. В качестве детекторов в нем используются многопроволочные позиционно-чувствительные камеры общей эффективной площадью 2400 см². Поле зрения прибора 2 X 2°. Прибор предназначен для детального спектрального исследования и слежения во времени за поведением сравнительно ярких рентгеновских источников.

Диапазоны «Сигма», АРТП-П и АРТ-С перекрываются. Это обеспечивает возможность взаимного контроля, облегчает проблемы исследования фона. Следует отметить, что спектр абсолютного большинства рентгеновских источников характеризуется спаданием потока в области высоких энергий. Работать в жесткой области, следовательно, труднее. В этой ситуации данные, полученные в мягкой области, помогут при построении изображений в более жестком диапазоне. Сильно вытянутая орбита космического аппарата и наличие на борту французского запоминающего устройства большой емкости позволяют вести наблюдения длительностью до 24 часов. Это, наряду с большой площадью детекторов, делает обсерваторию «Гранат» рекордной по чувствительности в исследуемом диапазоне. Приборам с рентгеновскими зеркалами косого падения (обсерватория «Эйнштейн», западно-германский спутник «РОСАТ») доступно для наблюдений большее число рентгеновских источников, но они могут работать лишь в мягком диапазоне энергий — от 0,1 до 3 кэВ. В своей широчайшей «энергетической нише» (от 3 до 2000 кэВ) «Гранат» является рекордным как по чувствительности телескопов, так и по широте решаемых научных задач среди осуществленных и принятых к разработке космических проектов. (Продолжение следует.)