"СПЕКТР-УФ" на смену Hubble

Проект «СПЕКТР-УФ» предназначен для исследования различных объектов Вселенной в ультрафиолетовом (115 — 305 нанометров) диапазоне спектра. Предполагается, что эта космическая обсерватория будет единственным крупным инструментом для ультрафиолетовых исследований в эпоху после завершения работы космического телескопа Hubble, срок службы которого должен закончиться примерно через два года. Запуск проекта позволит проводить спектроскопию высокого и низкого разрешения и исследовать космические гамма-всплески — выбросы энергии колоссального масштаба (Солнце выделило бы столько энергии за 10 миллиардов лет свечения), наблюдаемые в отдаленных галактиках.

Концентратором потока излучения от астрофизических объектов в проекте «СПЕКТР-УФ» является космический телескоп.

Диаметр главного зеркала телескопа составляет 170 сантиметров, что практически в два раза меньше площади главного зеркала телескопа Hubble.

Тем не менее, при таком большом размере зеркала достаточно сложно получить мощный коэффициент отражения — другими словами, тело будет плохо отражать падающее на него излучение.

Российские атомщики из лаборатории ФГУП «НИИ НПО «ЛУЧ» (предприятие Госкорпорации «Росатом») подошли к решению этой проблемы и создали специальное покрытие для главного зеркала телескопа Т-170М.

Обычно для нанесения отражающего слоя используют алюминий. Однако на нем через некоторое время образуется слой оксида (Al2O3), который становится непрозрачным для волн длиной менее 200 нанометров и значительно ухудшает отражательную способность зеркала. Валерий Жупанов, начальник лаборатории, в которой было создано инновационное покрытие, комментирует: «При изготовлении оптических элементов телескопа Т-170М проекта «СПЕКТР-УФ» специалисты «Луча» создали покрытие из алюминия, защищенное фторидом магния (MgF2).

Наша технология позволяет получать очень тонкие покрытия, которые в то же время не позволяют молекулам кислорода проникнуть в промежутки и испортить зеркало».

«Для нанесения отражающего и защитного покрытия на главное зеркало телескопа мы использовали свою технологию, — заявил Жупанов. — В лаборатории мы создали способ вакуумного напыления: фторид магния тонким слоем наносился в вакууме с помощью установки INTEGRITY-100. Она представляет из себя вакуумную камеру размером 2.54 × 2.54 × 2.6 м с минимальным парциальным давлением кислорода и воды, способствующих образованию оксида алюминия, и оснащена спектрометром для измерения коэффициента отражения в области вакуумного ультрафиолета. Параллельно с зеркалом были созданы образцы меньшего размера (на подложку переносили аналогичный материал)».

Время разработки уникального покрытия, по словам ученого, составило примерно два года (работа велась в 2011 – 2013 годах), а в 2013 году материал уже вышел на стадию испытаний.

Тестирование технологии предполагало моделирование космического пространства. Были проведены испытания, в которых использовалось не главное зеркало, а образцы, произведенные тем же способом. Их помещали под излучение протонов. Таким образом мы проверили, какую дозу излучения получит телескоп Т-170М за время своей работы в космосе. Проводить испытания на самом зеркале слишком дорого, и его размер не соответствует размеру установки», – рассказал Жупанов. Также ученые смоделировали будущие условия работы телескопа на Земле, и испытания были пройдены успешно.

Работу над проектом «СПЕКТР-УФ» возглавляет Россия, но также в нем участвуют Германия и Испания. Астрофизики планируют вывести телескоп на орбиту уже в мае 2021 года. По мнению экспертов, нет никаких сомнений, что телескоп Т-170М проекта «СПЕКТР-УФ» станет одним из главных источников новой информации и открытий в области астрофизики и познания космоса.