«Спектр-РГ» («Спектр-Рентген-Гамма») — российско-германская космическая рентгеновская обсерватория, запущенная с Байконура (после нескольких задержек) 13 июля 2019 года. Это первый отечественный телескоп с оптикой косого падения и первый российский аппарат, предназначенный для работы в точке либрации, второй из четырех аппаратов серии «Спектр», «наследник» весьма успешного «Радиоастрона», стартовавшего 18 июля 2011 года и проработавшего на орбите до 10 января сего года. На вопросы ТрВ-Наука отвечает зам. научного руководителя проекта и научный руководитель телескопа ART-XC, докт. физ.-мат. наук, зам. директора Института космических исследований РАН, зав. отделом астрофизики высоких энергий Михаил Николаевич Павлинский. Беседовал Максим Борисов.
— Вас можно поздравить с успешным запуском? Всё идет как запланировано?
— Да, всё в порядке. Даже как-то не верится, что так гладко всё идет после стольких мытарств и особенно после недавних приключений…
— С разряженным аккумулятором?
— Да, всплыли еще другие нюансы… Я не хочу про них распространяться… Дмитрий Олегович Рогозин, когда всё уже сработало и завершилось более-менее благополучно, сказал, что героев, которые устраняли все замечания, нужно представить к правительственной награде. Я там был, это действительно подвиг: сорокаградусная жара, а люди работали на высоте при температуре 65 градусов, каждые 20 минут вынуждены были переодеваться, потому что были мокрые, но они сделали всё, что от них зависело. Уже поздно вечером приняли решение: технические группы рекомендовали Госкомиссии осуществлять пуск. С утра Госкомиссия собралась и дала добро на заправку ракеты, и в общем-то чудесным образом ракета взлетела. Я очень переживал, как поведет себя разгонный блок ДМ-03, он со своим непростым бэкграундом… Помните ту историю с потерей при выведении трех аппаратов «ГЛОНАСС-М» шесть лет назад и фразу в прямом эфире «Россия 24»: «Кажется, что-то пошло не так»? Неважно, что к ДМ это на самом деле не относилось, как говорится, «ложки нашлись, а осадок остался». Ну и, в общем-то, у нас схема выведения была с двумя импульсами, второй — основной, а на горячие двигатели тяжело второй пуск осуществлять, но всё прошло очень гладко, и мы вышли на траекторию практически идеальную. Все системы работают штатно, приборы включились, солнечные панели раскрылись, антенна раскрылась, солнечный экран раскрылся, звёздник (звездный датчик) у нас уже заработал, построили трехосную стабилизацию, маховики тоже включены, телеметрия идет, т. е. можно считать, что пока очень неплохо двигаемся. Нужно отметить замечательную работу ГКНПЦ им. Хруничева по реализации запуска, РКК «Энергия» за разгонный блок ДМ-03 и ЦЭНКИ за подготовку стартового комплекса к пуску ракеты. НПО им. Лавочкина хвалить еще рано, но они тоже уже показали, что есть, с чем работать. Аппарат работает!
— Что вы чувствуете сейчас, эмоциональный подъем?
— Я сильно переживал, когда смотрел на то, как ракета уносит наше детище… На вторую реинкарнацию проекта я потратил 15 лет жизни… Самый волнующий момент наступил спустя полтора часа после старта, но после того, как разгонный блок выдал уже второй импульс, я почти успокоился. Сейчас уже вообще успокоился. Мы просто преодолели перевал, еще всё может случиться, конечно, но пока мы двигаемся по программе.
— Вы только вернулись с Байконура?
— Да, я был на Байконуре в составе технического руководства вместе с Госкомиссией. Мы наблюдали там пуск.
— Смотрели с открытой местности в отдалении или из бункера?
— Комиссия заседала в бункере, потом они закончили и был выезд на наблюдательный пункт — в данном случае в шести километрах. Не совсем открытая местность, конечно: там навес, не забывайте, это ведь на жаре в 41 градус…
— Эту миссию проблемы преследовали не только последний месяц? Она же несколько десятилетий готовилась и много раз откладывалась…
— Мы перешли на «Протон» в последний момент, это полтора-два года назад. Мы были на «Союзе» сначала. Это небольшой аппарат, поэтому планировался запуск на околоземную орбиту. Потом мы перешли на ракету-носитель «Зенит» и появилась возможность запустить дальше — в точку Лагранжа L2 в системе Солнце — Земля. Но вы знаете эти перипетии с «Зенитами», с «Южмашем»… Наш «Зенит» в результате использовали под AngoSat (ангольский спутник связи), тоже там с какими-то проблемами…
— Это проблемы взаимодействия с Украиной?
— И это тоже… Ну и там заканчивался гарантийный срок этой ракеты, а мы были еще не готовы, поэтому решили ее, что говорится, использовать по назначению. Хотя прекрасная ракета, и был отработан так называемый наземный старт, когда с ракетой «Зенит» используется разгонный блок «Фрегат СБ», это всё хорошо, и «Радиоастрон» выводился именно по этой схеме, это надежно. А у нас в результате получилась нетипичная новая схема, неотработанная, неапробированная. Мы взаимодействовали с НПО им. Лавочкина и РКК «Энергия», когда аппарат НПО им. Лавочкина вставал на ракету «Протон» с разгонным блоком ДМ-03. Естественно, в этих интерфейсах возникают нюансы и ошибки, и вот этот разряд химического элемента тока, который произошел 20 июня, как раз рецидив этой новой схемы. Но мы можем сейчас сказать, что «Протон» работал идеально и разгонный блок ДМ-03 — тоже. И это была новая динамическая схема. Одно дело — около Земли остаться, а другое — уйти в межпланетное пространство.
— Телескоп окажется в точке Лагранжа L2?
— L1 — это точка Лагранжа между Землей и Солнцем, а L2 находится позади Земли, мы видим ее ночью. Это в 1,5 млн км от Земли. Ну, на самом деле, это плюс-минус еще, орбита аппарата достаточно вытянутая (это так называемая гало-орбита) ±800 тыс. км в плоскости эклиптики, и над плоскостью эклиптики ±400 тыс. км, то есть полугодовая такая большущая орбита, и аппарат будет совершать обзор и работать возле этой точки, которая стала очень популярна за последнее время (в ее окрестностях уже работали WMAP, «Планк», «Гершель» и Gaia, а в 2021 году туда отправится «Джеймс Вебб»).
— Но ведь история проекта началась еще раньше? Сколько вы сами этим занимаетесь?
— Чуть больше 30 лет. Не только я, наша группа. Наш научный руководитель — профессор Сюняев, известный академик. Проект зародился еще в советское время. Когда отмечали тридцатилетие запуска спутника, был организован посвященный этому событию большой форум в Москве — приехала пара тысяч участников, и одна из секций, панелей, была посвящена астрофизике. Тогда в ней еще активно участвовал Яков Борисович Зельдович. И была серия проектов, которые Академия наук СССР продвигала. Это были радио, рентген, ультрафиолет, субмиллиметровый диапазон (не помню точно). И очень быстро тогда на успехах «Кванта» и «Граната» начал двигаться проект «Спектр-гамма». Много стран изъявили желание участвовать, все верили в советскую космонавтику. И мы достаточно быстро продвигались, к 1993 году должны были запускать. Но, как понимаете, наступил коллапс, и в результате, когда мы в 2001 году сделали всю полезную нагрузку, система уже не тянула такие проекты, сложные, дорогие. Мы остановили проект. А в 2004 году мы начали его реинкарнацию, и получилось даже так, что несчастье одних как-то стимулировало контакты с нами. Потому что после катастрофы с шаттлом «Колумбия» для европейских ученых была закрыта дорога на Международную космическую станцию, и ESA им рекомендовало искать новых партнеров для реализации различных проектов. Вот наш проект и вернулся в 2004 году, сначала под эгидой ESA, потом в 2005 году уже с Германией — и пошло-поехало, в конечном счете мы довели дело до подписания соглашения в 2009 году между Роскосмосом и DLR (Германским аэрокосмическим центром), дальше мы начали формировать облик проекта. На самом деле работы реальные начались уже в 2006 году.
— То есть в финале все страны, кроме Германии, отошли от проекта?
— Не сразу… Ну и на самом деле есть еще участие американцев. На борту у нас есть американские зеркала в российском приборе. Это своего рода уникальный пример сегодня, есть хардверная часть в российском научном приборе от NASA, я других проектов не знаю, где NASA участвует таким образом…
— Но, вообще, в принципе, международное участие, наверное, помимо денег и приборов дает еще что-то? Дополнительно приучает исполнителей к какой-то дисциплине? Вроде бы наши экспедиции с международным участием обычно оказываются более успешными?
— Это, в первую очередь, получается гораздо меньше нагрузки на бюджет, ну и потом вы получаете достаточно мощную поддержку, и научную, и т. д. Вообще, могу сказать, что наш проект — это самый дорогостоящий проект с точки зрения сотрудничества России и Германии в области космических исследований. Для нас это знаковое событие, и для них тоже. Они у нас учатся, и мы у них учимся чему-то, в общем-то, это всё очень полезно.
— А какие принципиальные отличия от предыдущих проектов? Насколько понимаю, любой новый запуск должен быть осмысленным: инструменты нужно запускать с улучшенными параметрами, ну или работающими в других диапазонах. В чем принципиальное отличие нынешних инструментов eROSITA и ART-XC от предыдущих американских и европейских рентгеновских обсерваторий («Чандра» и т. д.)?
— Прежде всего наш проект надо сравнивать с таким замечательным проектом, как ROSAT, который сделал первый обзор всего неба в мягком рентгеновском диапазоне (0,5–2 кэВ, имеется в виду, с помощью оптики косого падения), он был очень чувствительным, там каталог из сотен тысяч источников, в общем, замечательный. eROSITA, который сейчас сделан германскими партнерами, примерно в 20 раз чувствительней, и мы в более жесткий диапазон уходим, и российский инструмент позволяет регистрировать частицы еще более высоких энергий. Фактически, мы получим детальную карту неба в рентгеновских лучах. Chandra и XMM-Newton — великие, конечно, обсерватории, но предназначенные для наблюдений в режиме трехосной стабилизации.
— Они обзоры как таковые не делали, чтобы тотально всё небо, в этом отличие?
— XMM-Newton используется сейчас для обзоров таких небольших площадок, пытается там набирать площади, прочее, но это невозможно сделать, это надо, чтобы он работал 200 лет, допустим. А eROSITA за сутки может сделать карту протяженного объекта или области на небе такую, что «Чандре» надо месяц смотреть, условно говоря. Это вот преимущества, потому что eROSITA — это, фактически, масштаб квадратного градуса. И вот в оптике еще, допустим, появились такие проекты, как Pan-STARRS, стали делать обзоры неба, появилась такая новая наука, Big Data в астрономии, когда там миллиарды объектов уже идут и, фактически, начинается уже «перепись населения» тотальная, свои методы исследования.
То есть тут две основных задачи: получить карту крупномасштабной Вселенной, скоплений галактик (их ожидается до 100 тысяч). Если брать массу, допустим, 3×1014 масс Солнца, то это все скопления, которые формировались в нашей Вселенной, будут зарегистрированы. Вторая задача — это космологическая эволюция сверхмассивных черных дыр, потому что будет несколько миллионов активных галактик с красным смещением до семерки.
Сравнение с той же «Чандрой» — это более жесткий диапазон, зато я могу сказать, что у них раз в 7 или 8 больше эффективная площадь. По глубине обзора «Чандру» не превзойдешь, она там до 10–16–10–17 эрг с-1 см-2, если долго стоять на одной точке. Здесь у нас будет обзор, допустим, 10–14 эрг с-1 см-2, т. е. eROSITA, конечно, на два порядка хуже, но мы покроем всё небо. Эффективная площадь eROSITA в несколько раз больше Chandra, более чем в пять раз. Диапазон работы eROSITA — от 300 эВ до 10 кэВ, а ART-XC работает в диапазоне от 5 до 30 кэВ. В общем, в первом случае более мягкий, в другом — более жесткий диапазон.
— Результаты, насколько понимаю, в открытый доступ сразу не выкладываются? Каждая сторона распоряжается своей частью по-своему. Там ведь своеобразное разделение, многие уже шутят по этому поводу: по германскому прибору там, по-моему, небо разделили пополам, как-то так? Там ведь два основных прибора: российский и германский. И запуск наш. Российские данные, получается, полностью наши, а германские делятся…
— Мы вот думали, как бы нам это оформить, как реализовать сотрудничество, чтобы польза от такого сотрудничества была не односторонняя. Мы имеем соответствующий опыт международный коллабораций и т. д. Лучше договориться, что называется, «на берегу», к чему-то прийти, что будет ясно всем, понятно и предельно просто. Сначала думали, выберем какие-то источники: одни — одним, другие — другим. Поняли, что это не работает. Потом решили: давайте, будем писать совместные статьи. Тоже не самый лучший вариант. Потом решили: давайте создадим примерно 12 научных групп или направлений по каждой науке, которая там может быть. Она совершенно разнообразная, начиная с крупномасштабной структуры Вселенной и заканчивая Солнечной системой и кометами, даже перезарядка солнечного ветра. Я уж не говорю про звезды — переменные, двойные системы, там, с белыми карликами, нейтронными звездами, черными дырами, сверхмассивные черные дыры, скопления галактик, приливные разрушения звезд, т. е. это всё гигантские свои научные ниши. И договорились: давайте, сделаем деление пополам. Взяли галактические координаты, провели по нулевому меридиану и типа бросили монету (условно), кому какая часть достанется. Немецким коллегам выпала западная часть, России — восточная. И все на конференциях, конечно, хихикают, когда показываешь, что небо поделено пополам. Спрашивают: а где там Америка, где Япония? Их нет!
— Там, говорят, что даже флажками обозначили?
— Совершенно верно, там показаны флажки, но это не мы, это наши партнеры немецкие нарисовали MPE и ИКИ, ну это всё в виде шутки, конечно, но в каждой шутке есть какая-то доля истины… На самом деле мы будем обрабатывать свои части, и сформировавшиеся научные группы потихоньку начнут между собой взаимодействовать, и потом, конечно, пройдет пару лет — и информация будет в общем доступе, фактически, каждый будет с каким-то багажом выходить на это сотрудничество, это самый прямой, простой и ясный путь.
Надо сказать, что каждая сторона будет иметь полный набор данных, то есть у нас фактически будет зеркало, архив; у нас будет храниться полный набор данных по eROSITA, и у них будет храниться полный набор данных. Публикации будут позволительны со своей половины, если не будет запрещено или одобрено научным комитетом; там отдельные какие-то программы, и они уже появились, вот, допустим, полоску шириной один градус (вдоль нулевого галактического меридиана) в качестве эксперимента договорились давать: создадим рабочую группу, там будут и немецкие, и российские участники. Если покажут пример, как это всё работает, мы будем это широко использовать в дальнейшем. Фактически, мы создаем правила игры, по которым российские ученые могут работать. Самое простое было бы так: большая европейская команда, которая, конечно, всё сделает, всю науку, а наших запишут там в соавторы статьи. Мы хотим как раз этого избежать: у наших авторов тоже должна быть осознанная работа с данными, чтобы они вырастали и на равных участвовали в этой работе.
— От всей души желаем вам успеха!
Михаил Павлинский
Беседовал Максим Борисов
На самом деле заголовок — это еще и ассоциация с захватывающим романом Евгения Прошкина ( Евгений Прошкин «Твоя половина мира» (2003) fantlab.ru/work87976 ) — это первое, кажется, что мне попало у Прошкина, потом читал, кажется абсолютно всё… Причем попало так, что я на самом деле не читал, а слушал в исполнении одного из лучших чтецов книг :) (Ахмедов Рауф Гуламали-оглы). К космосу, правда, это отношения уже не имеет, конечно :)
А планируется как-то задействовать систему распределенных вычислений при обработке такого большого массива данных? Вообще, насколько они реально полезны, эти распределенные вычисления для таких проектов?
Здесь можно и без них справиться. Всего 10^5 объектов.