Космический телескоп Спектр-УФ — не для загара. А для чего же?

Новость о том, что в Институте физики полупроводников Сибирского отделения Российской академии наук (ИФП СО РАН) создали фотокатоды для обсерватории Спектр-УФ вдохновила нас рассказать о проекте.

Сначала о новых фотокатодах. Это «глаза» будущего телескопа, первоначально их планировалось закупить, но начавшаяся война санкций заставила импортозаместить этот компонент. И он вышел «на отлично» — квантовый выход фотокатодов составил 40%, хотя по первоначальному ТЗ он был вдвое меньше. Если грубо, квантовый выход в 40% значит, что прибор сможет улавливать 2 ультрафиолетовых фотона из каждых 5, падающих на него. Сразу скажем, что квантовые законы не позволяют получить 100% в принципе, да и 40%-ный квантовый выход есть только у одного подобного устройства в мире. Последнее уже информация от ИФП, но быстрый гуглинг не позволил найти аналоги.

Зачем же такие высокие показатели? Дело в том, что земная атмосфера значительно поглощает ультрафиолет и наблюдать в деталях этот диапазон можно только в космосе. Сейчас в нём ведутся наблюдения только на телескопе Hubble и NASA активно пытается его отправить на покой. И в любом случае в космосе гораздо больше интересных объектов, чем может пронаблюдать один телескоп.

Хотя в названии фокус на возможности в ультрафиолетовом диапазоне, Спектр-УФ способен воспринимать длины волн от 110 до 700 нм — это не только УФ, но и оптический диапазон. Кроме того обсерватория способна воспринимать гамма-излучение с энергией волн от 10 кэВ до 100 МэВ. Конечно, пусть сначала полетит, но намечается настоящий сменщик обсерватории Hubble. Даже лучше: ультрафиолетовый диапазон гораздо шире оптического по частотам и по идее способен принести больше информации. Он хорошо подходит для изучения молодых звёзд, горячих газовых скоплений, активных галактических ядер и других высокоэнергетических процессов.

Обсерватория поможет изучать и более близкие объекты — например, атмосферы планет Солнечной системы. Напомним, что с избыточным поглощением именно в ультрафиолетовой области связаны надежды некоторых учёных найти жизнь в атмосфере Венеры. К.ф.н. Антон Николенко, научный сотрудник ИЯФ СО РАН, отметил, что создателей Спектр-УФ особенно наблюдения в диапазоне вокруг спектральной линии Лайман-альфа (~121,6 нм). Она образуется при переходе электрона между первым и вторым энергетическими уровнями водорода и в результате может рассказать и об активности звёзд, и о состоянии планет.

Однако, фотокатоды — это только один шаг, хотя и очень важный: дальше понадобятся каскады усилителей и прочая обвязка, чтобы превратить всё это в полноценные датчики. Также нужно построить и запустить саму обсерваторию в целом. Это также большой труд, но такие задачи уже решались при создании других обсерваторий. В частности, обсерватория Спектр-УФ создаётся в НПО имени Лавочкина, которое создало ранее космические телескопы Спектр-РГ и Спектр-Р. Так что дальнейшая работа выглядит сложной, но выполнимой.

Сейчас обсерватория находится в состоянии 50% готовности. Запуск Спектр-УФ запланирован на 2031 год. Возможно, с импортными датчиками получилось бы быстрее, но зато ни одна страна больше не помешает миссии. Работать телескоп будет на геосинхронной орбите высотой 35 000 км. (То есть будет висеть на одной долготе, но смещаться по широте — для земного наблюдателя будет меняться его угол над горизонтом.)