James Webb Space Telescope

PRIMA — новый телескоп, который NASA хочет запустить в 2033 году

Месяц назад мы грустили, что после RST у NASA не осталось ни одной большой обсерватории в разработке. Строить пока по-прежнему нечего, но появился кандидат.

Речь о PRIMA, телескопе дальнего инфракрасного диапазона. Это первая миссия нового класса Probe Explorers, который придумали, чтобы закрыть пропасть между небольшими миссиями за 300–600 миллионов долларов и флагманами за 4–10 миллиардов. Потолок бюджета PRIMA составляет около 1,2 миллиарда без учета запуска.

На борту будет два инструмента: камера PRIMAger и спектрометр FIRESS. С их помощью ученые хотят понять, как вместе росли черные дыры и галактики, откуда берется космическая пыль, как магнитные поля влияют на рождение звезд и как вода попадает в молодые планетные системы.

Сейчас PRIMA переходит в фазу B. Если коротко, у NASA каждая миссия проходит путь по буквам. В фазе A проверяют концепцию и технологии, в фазе B делают предварительный проект, а в конце этой фазы агентство окончательно утверждает миссию, фиксирует бюджет и график. Только потом начинается фаза C с окончательным проектом и изготовлением, ну и фаза D — сборка, испытания и запуск. Так что впереди еще много работы.

Вам когда-нибудь приходилось скачивать по 300 фильмов в хорошем качестве в сутки?

А если сервер при этом находится в полутора миллионах километров, а над головой проходит то ливень, то ураган? Примерно такая задача стоит перед командой телескопа Nancy Grace Roman. Обсерватория поставит рекорд NASA, еще ни один телескоп агентства не отправлял на Землю столько данных. Каждые сутки она будет посылать около 1,4 ТБ информации. Для сравнения, Джеймс Уэбб за день передает примерно 57 ГБ.

Хорошая новость в том, что все уже проверено и работает. С 7 по 17 сентября инженеры впервые гоняли связь на полной скорости, до 500 мегабит в секунду, причем весьма в стрессовых условиях. Как раз во время теста над Японией, где расположена одна из антенн, прошел тайфун. Проверку все равно прошли и была получена телеметрия RST, информация о состоянии приборов и даже некоторые тестовые изображения.

На Земле ловить поток данных будут три огромные антенны в разных частях планеты, а именно в пустыне Нью-Мексико, в Западной Австралии и в Японии. Разбросали их так не случайно. Все они расположены в разных климатических зонах. Все дело во влиянии дождя на передачу данных. Капли воды по размеру не так уж сильно уступают длине радиоволн, на которых работает RST, и ливень буквально рассеивает сигнал. Поэтому если над одной станцией тучи, работу возьмет другая. А если данные все-таки потерялись по пути, наземная система сама заметит пропажу и через пару часов попросит телескоп прислать недостающий кусок заново из бортовой памяти.

Так что каналы связи готовы. Осталось дождаться начала 2027 года, когда по ним пойдут первые научные снимки.

Знакомьтесь, первый снимок главной камеры телескопа RST!

Сразу оговоримся, это инженерный кадр, а не научный. Звезды на нем выглядят как размытые капли, размазанные на тысячи пикселей. Это абсолютно нормально, вспомним подобные фото Уэбба, оптика после запуска еще не сфокусирована, инструмент включили впервые. Инженерам необходимо убедиться, что фотоны вообще доходят до детекторов. Дошли. Именно от этого кадра команда теперь будет отталкиваться, настраивая юстировку и фокус, пока звезды не превратятся в четкие точки.

11 сентября инженеры выключили нагреватель, и Wide Field Instrument начал остывать: с -65 до -143 °C. При этой температуре включили все 18 инфракрасных детекторов, размером с ноутбук. Вечером того же дня запустили систему калибровки и впервые в невесомости прокрутили колесо элементов с фильтрами и призмами. 12 сентября проверили механизм фокусировки. Сейчас детекторы дошли до рабочих -183 °C.

Параллельно проверили коронограф. Из центра управления инженеры убедились, что все механизмы реагируют на команды, а камеры и электроника работают. В отличие от камеры WFI, коронограф работает почти при комнатной температуре, около 22 °C, холодные там только детекторы. Иначе деформируемые зеркала потеряют свои свойства. Сейчас прибор ушел на 30-дневную сушку. Детекторы держат теплыми, чтобы с поверхностей испарились остатки воды и других летучих веществ, осевших еще на Земле.

Экономия топлива продлила срок службы телескопа Нэнси Грейс Роман.

NASA подвело итоги первой коррекции траектории, и результат оказался намного лучше всех ожиданий. Итак, загибаем пальцы, благо всех не хватит.

Изначально в миссию заложили 10 лет, пять лет основной программы плюс пять лет расширенной. Топливо — главный расходуемый ресурс обсерватории, поэтому весь срок жизни упирается именно в него.

Точный маневр. Коррекция курса 31 августа прошла с точностью выше 99%. На нее заложили 200 кг топлива, а сожгли всего 18. Экономия даст дополнительные 4 года

Аппарат изначально легче, чем рассчитывали. Баки заправляли из расчета на максимальный вес в 9800 кг, а RST на выходе получился 8056. Из-за этого топлива в баки просто налили больше, чем нужно. Еще плюс 4 года.

Будущая коррекция орбиты, намеченная на конец сентября, теперь будет совсем небольшой. Вместе с выходом на орбиту вокруг L2 это должно добавить еще около 4 лет.

«Благодаря безупречной работе группы орбитальной динамики, блестящему исполнению со стороны операторов и точному запуску SpaceX у RST есть топливо как минимум на 22 года научных наблюдений», — заявил Джейми Данн, директор Центра космических полётов имени Годдарда.

Последние апдейты по телескопу Ненси Грейс Роман

Развертывание идет строго по графику, системы и телеметрия в норме. А теперь подробнее.

31 августа в 19:02 МСК аппарат выполнил первую коррекцию траектории. Двигатели проработали около трех минут. Это первый из двух запланированных маневров на пути к точке L2. Второй, если понадобится, проведут в конце недели. Выход на рабочую орбиту ожидается примерно через 100 дней после запуска, после чего понадобятся лишь небольшие корректирующие импульсы раз в примерно 28 дней.

В тот же день, в 21:03 МСК, раскрылась антенна. Тарелка диаметром 1,7 м и весом около 11 кг. Через неё RST будет отправлять на Землю рекордный для астрофизических миссий NASA объем данных со скоростью до 500 Мбит/с.

Сегодня, 1 сентября, в 13:05 МСК развернулся солнцезащитный козырек, крышка апертуры, которая не пускает в телескоп посторонний свет. Раскрытие на трех пружинных штангах заняло около 8 минут.

А уже в 15:22 МСК включился коронограф, один из двух основных приборов обсерватории. Это инструмент для прямой съемки экзопланет. Он будет блокировать свет звезд, чтобы получить изображение непосредственно экзопланеты.

Впереди у RST включение основного инструмента, широкоугольной камеры, а также месяцы калибровок и тестов.

Кадры старта ракеты Falcon Heavy от SpaceX

Телескоп начинает свое путешествие к точке L2, где ему и предстоит работать. RST уже успешно раскрыл солнечные панели и нижний солнцезащитный экран.

В ближайшие дни по плану раскрытие антенны дальней связи и солнцезащитной крышки, а также первая из двух коррекций траектории и включение коронографа.

Связь с аппаратом подтверждена, солнечные панели раскрыты и уже дают электричество — аппарат энергоположителен

SpaceX подтвердили посадку обеих ступеней ракеты Falcon Heavy. Почему на трансляции потеряли посадку одной из ступеней — неизвестно

Момент, когда Земля обеднела почти на 4 миллиарда долларов

⚡️ 5 МИНУТ ДО СТАРТА

Falcon Heavy заправлена, RST готов, погода дает добро. Такое мы с вами смотрели почти пять лет назад, и следующего подобного запуска ждать очень долго.

Русскоязычный стрим:
https://www.youtube.com/watch?v=qtVIzTWjiUg

Прямая трансляция NASA:
https://www.youtube.com/watch?v=9wq3VHsL_bE

🎉 Результаты розыгрыша:

🏆 Победители:
1. supernova ˚‧
2. Антон (@CaponeAl87)

✔️Проверить результаты

Отличные новости! Погода улучшается, вероятность благоприятных условий выросла до 70%

⚡️ Через час запуск Nancy Grace Roman. Трансляция уже идет

Старт Falcon Heavy — в 14:26 по МСК с площадки LC-39A.

Стрим с качественными русскоязычными комментариями:
https://www.youtube.com/watch?v=qtVIzTWjiUg

Прямая трансляция NASA:
https://www.youtube.com/watch?v=9wq3VHsL_bE

Ну а теперь пройдем по важным моментам запуска

T+ 1:08 — Max-Q, максимальные нагрузки на ракету
T+ 2:27 — отделение боковых ускорителей, они разворачиваются и летят обратно к мысу
T+ 3:54 — отделение второй ступени. С центральным блоком прощаемся, его миссия закончена
T+ 4:15 — сброс обтекателя, створки спустятся в океан
T+ 7:40 — синхронная посадка обоих боковых ускорителей. Самый зрелищный момент трансляции
T+ 8:28 — выход на промежуточную орбиту и 16 минут полета по инерции
T+ 24:33 — второе включение, разгон в сторону точки L2
T+ 31:31 — главный момент, отделение обсерватории. Дальше RST летит сам

Если сегодня не сложится, резервное окно завтра в 14:22 по МСК.
Пообсуждать запуск можем в нашем чате

А тем временем Falcon Heavy с телескопом RST уже на стартовом столе

Присмотритесь к боковым ускорителям. Левый выглядит чистым, белым, а правый — серым. Белый ускоритель новый, для него это будет первый полет, а серый уже дважды побывал в космосе и дважды вернулся. Копоть оседает на корпусе при посадке, когда ступень входит в плотные слои атмосферы, и раскаленные газы буквально коптят обшивку. Отмывать ее смысла нет, это ничему не мешает, поэтому с каждой миссией ступень становится темнее. Рекорд SpaceX принадлежит ступени, слетавшей уже 37 раз. Свой рекордный полет она, кстати, совершила буквально на этой неделе.

Примерно через восемь минут после старта оба боковых ускорителя вернутся на мыс Канаверал и сядут на свои площадки. И это то, ради чего стоит смотреть трансляцию. Двойная посадка — уникальное зрелище Falcon Heavy, которое выпадает лишь пару раз в год. А вот центральный блок не вернется. Его решено израсходовать, вся производительность ракеты уйдет на разгон тяжелой обсерватории, и топлива на посадку просто не останется.

Единственное, что может помешать, — это погода. Синоптики Космических сил США сейчас дают лишь 50% на благоприятные условия. Главным опасением являются кучевые облака, сквозь которые ракете лететь нельзя из-за риска молний.

Грустная сторона воскресного запуска, или О чем не пишут в пресс-релизах

Телескоп получился отличный. Собрали и испытали без серьезных проблем, RST готов на восемь месяцев раньше графика. За первые пять лет он отснимет в пятьдесят раз больше неба, чем Хаббл за тридцать. Праздновать есть что.

Но есть у завтрашнего старта и вторая сторона. Вместе с RST с Земли уходит последний большой космический телескоп NASA, который мы увидим в ближайшие десятилетия. У агентства не осталось ни одной крупной обсерватории в процессе стройки. Ни в цехе, ни в чистой комнате, ни на стендах. И даже утвержденной конструкции у следующего флагмана пока нет.

А ведь еще 5 лет назад NASA готовило сразу четыре проекта-гиганта. LUVOIR — телескоп с зеркалом 8 или даже 15 метров, то есть более чем вдвое крупнее Уэбба, работающий от ультрафиолета до инфракрасного спектра. HabEx — четырехметровый аппарат с отдельно летящим экраном-звездой, который заслонял бы свет звезды за десятки тысяч километров от телескопа. Lynx — рентгеновская обсерватория, наследница Чандры. Origins — телескоп дальнего инфракрасного диапазона, охлажденный почти до абсолютного нуля.

Комиссия не выбрала ни один. Вместо этого она предложила взять от LUVOIR и HabEx лучшее и построить нечто поскромнее. Причина знакомая, JWST к тому моменту подорожал в разы и опоздал на четырнадцать лет, и повторять этот опыт никто не хотел. Так LUVOIR и HabEx в исходном виде закрылись, а из их обломков вырос новый флагман — Habitable Worlds Observatory. Lynx и Origins не отменили, но отправили дозревать технологически, и очередь до них дойдет уже после HWO. То есть ближе к середине века.

Сама HWO — телескоп, задуманный для поиска признаков жизни на экзопланетах. Но пока это даже не проект в привычном смысле: идет проработка технологий, архитектура не выбрана, окончательный размер зеркала не определен. Ориентировочный старт — 2040-е.

Самого RST тоже могло не быть. Его как минимум четыре раза предлагали закрыть строго по бюджетным соображениям. И это при том, что телескоп стоимостью почти 4 миллиарда долларов был уже практически собран. Каждый раз его спасал Конгресс, восстанавливая финансирование. Именно поэтому завтра он летит.

Теперь давайте сложим картину целиком. Хабблу в этом году 36 лет, орбита медленно снижается, миссий обслуживания больше не планируется. Идею частной миссии SpaceX по подъему орбиты изучали, но NASA от нее отказалось из-за рисков для телескопа и экипажа. Джеймс Уэбб работает прекрасно и по топливу способен продержаться десятилетие или дольше, но он один. RST к ним присоединяется, и на этом очередь заканчивается.

Промежуток между RST и следующим флагманом может растянуться лет на пятнадцать-двадцать. И это еще оптимистичный расчет. Путь Джеймса Уэбба от первых эскизов в 1996 году до первого снимка в 2022-м занял двадцать шесть лет. У HWO пока нет даже утвержденной конструкции. Так что целое поколение астрономов рискует провести карьеру на данных телескопов, запущенных до того, как они сами пришли в науку.

⚡️ GO FOR LAUNCH для Ненси Грейс Роман

NASA и SpaceX провели финальный смотр готовности к старту в Космическом центре Кеннеди. Ракета, обсерватория, наземные службы и погода к пуску готовы.

Старт по-прежнему назначен на воскресенье, 30 августа, в 14:26 по МСК. Синоптики Космических сил США дают 60% на благоприятные условия в момент старта. Для NASA это будет уже шестая научная миссия, отправленная с Кеннеди на ракетах семейства Falcon от SpaceX.

После старта команду ждут три месяца кропотливой работы по развертыванию аппарата, калибровке и проверке инструментов. Только когда этот этап ввода в строй завершится, обсерватория перейдет к научной программе. Начнется она с публикации первых научных изображений, в NASA рассчитывают показать их в начале 2027 года.

Ну и о том, к чему стоит быть готовым. Переносы в космонавтике — это рутина. Сдвинуть старт может что угодно: облачность и ветер на высоте, барахлящий клапан или показания одного датчика. Отсчет останавливают и за секунды до зажигания, и это правильно. Лучше подождать сутки или неделю, чем потерять аппарат, который собирали больше десяти лет. Так что если в воскресенье старта не будет, это нормально.

Кстати, хочу поделиться еще кое-чем. Как любитель космонавтики, я в какой-то момент сделал себе телеграм-бота @SpaceRadarTechDevBot. Он показывает актуальное расписание запусков и может присылать уведомления. Можно подписаться на конкретную миссию вроде этой, на все старты подряд или только на самые интересные. Делал я его сам и чисто под себя, так что где-то он выглядит не так, как хотелось бы для широкой аудитории. Зато данные всегда свежие. Потыкайте, и если найдете баги, то пишите, с удовольствием почитаю и исправлю.

Осталось два дня.

Последние фотографии телескопа Ненси Грейс Роман на Земле

21 августа инженеры NASA поместили обсерваторию RST под головной обтекатель ракеты-носителя Falcon Heavy в Космическом центре Кеннеди. Дальше по плану перевозка в ангар SpaceX у стартового комплекса 39A, стыковка с ракетой и вывоз на стартовый стол.

Старт по-прежнему запланирован на 30 августа в 14:26 по московскому времени.