Международный космический проект с ведущим российским участием по проведению фундаментальных астрофизических исследований в радиодиапазоне электромагнитного спектра с помощью космического радиотелескопа (КРТ), смонтированного на российском космическом аппарате (КА) «Спектр-Р», в составе наземных сетей РСДБ. Координатор проекта - Астрокосмический центр ФИАН.
Проект позволял получить самое высокое угловое разрешение ( способность оптического прибора воспроизводить изображение близко расположенных объектов ) за всю историю астрономии - 7 микросекунд дуги при базе 340 000 км.
Первый из четырёх аппаратов серии «Спектр» (второй - «Спектр-РГ», третий — «Спектр-УФ» и четвёртый - «Спектр-М»).
Разрешение, достигнутое с помощью проекта «Радиоастрон», позволило изучать:
- релятивистские струи, а также непосредственные окрестности сверхмассивных чёрных дыр в активных галактиках,
- строение и динамику областей звездообразования в нашей Галактике по мазерному и мегамазерному излучению;
- нейтронные звёзды и чёрные дыры в нашей Галактике — структуру по измерениям флуктуации функции видности, собственные движения и параллаксы;
- структуру и распределение межзвёздной и межпланетной плазмы по флуктуациям функции видности пульсаров;
- построение высокоточной астрономической координатной системы;
- построение высокоточной модели гравитационного поля Земли.
Основу проекта составлял наземно-космический радиоинтерферометр со сверхдлинной базой, состоящий из сети наземных радиотелескопов и космического радиотелескопа (КРТ), установленного на российском космическом аппарате «Спектр-Р». Создатель аппарата «Спектр-Р» - НПО имени Лавочкина, главный конструктор - Владимир Бобышкин.
Суть эксперимента заключается в одновременном наблюдении одного радиоисточника космическим и наземными радиотелескопами. Получаемые на радиотелескопах записи снабжаются метками времени от высокоточных атомных часов, что, вместе с точным знанием положения телескопов, позволяет синхронизировать записи и получить интерференцию сигналов, записанных на разных телескопах.
Радиотелескоп выдал неожиданные результаты сразу двум международным группам астрономов, изучающим далекие галактики и пульсары, опроверг теорию поведения межзвездной среды в нашей галактике.
«Радиоастрон» пришел, увидел, поразил - перефразирует Цезаря руководитель ранней научной программы проекта Юрий Ковалев:
"В основе теории межзвездной среды были заложены результаты астрономических измерений, которые до сегодняшнего дня состоят только в наблюдениях космических объектов с планеты Земля. Мы впервые на длинных волнах 92 и 18 см с помощью наземно-космического интерферометра смогли провести эксперименты и получили новую научную информацию, которой раньше не было. Оказалось, что она не вписывается, не может объясняться этой теорией.
Вместе с сетью наземных радиотелескопов он образовал единый измерительный прибор - интерферометр. Его мощность в тысячи раз превышает работающий в оптическом диапазоне американский «Хаббл». С таким разрешением и удалось разглядеть то, что теоретики не видели даже в своих самых смелых предположениях."
Орбитальная астрофизическая обсерватория «Спектр-Р» образовывала совместно с земными радиотелескопами радиоинтерферометр со сверхбольшой базой и предназначена для проведения фундаментальных астрофизических исследований в радиодиапазоне электромагнитного спектра. Цель международного проекта Радиоастрон состоит в том, чтобы создать совместно с глобальной наземной сетью радиотелескопов единую систему наземно-космического интерферометра для получения изображений, координат и угловых перемещений различных объектов Вселенной с исключительно высоким разрешением.
Основные характеристики КА «Спектр-Р»
- Масса КА — 3800 кг, в т.ч. масса модуля полезной нагрузки — 2500 кг.
- Мощность СЭС — 2400 Вт, при этом доля полезной нагрузки — 1200Вт.
- Точность наведения КА — 32 угл.сек.
- Ориентация КА — трехосная, прецизионная. Ошибка стабилизации — 2,5 угл.сек.
- Срок активного существования — 5 лет.
- Максимальная скорость разворотов >0,1 град/с.
- Скорость дрейфа при стабилизации 0,36 угл.сек /с.
- Точность знания ориентации 0,02 градуса.
С середины ноября 2011 года до конца января 2012 года проводились испытания в интерферометрическом режиме — так называемый поиск «лепестков» — совместно с наземными телескопами России, Европы, США и Японии, после чего в феврале 2012 года должна была начаться ранняя научная программа. Но реальность оказалось совершенно неожиданно лучше планов.
Первый интерференционный отклик обнаружен на длине волны 18 см в рамках первого наземно-космического интерферометрического сеанса, прошедшего 15 ноября 2011 года.
За этим последовали успешные наблюдения первых интерференционных лепестков на длине волны 6 см от объекта BL Lacertae 1 декабря 2011 года. Это активная галактика с ярким компактным ядром, интересная уже с точки зрения науки. Дополнительный интерес к ней объяснялся еще и тем, что в декабре 2011 года у BL Lacertae произошла самая мощная вспышка радиоизлучения за последние годы. Ее наблюдения продолжились 10–14 декабря от средних до самых дальних проекций базы интерферометра на 18 и 6 см, тем самым положив начало первым научным наблюдениям «Радиоастрона», — на полтора месяца ранее запланированного срока.
Космический радиотелескоп с приёмной параболической антенной диаметром 10 метров является крупнейшим в мире космическим телескопом, что было отмечено в книге рекордов Гиннесса.
До отказа последнего комплекта приёмника командной радиолинии в январе 2019 года для сеансов двусторонней связи использовались крупнейшие в России антенные комплексы П-2500 (диаметр 70 м) в Восточном центре дальней космической связи и ТНА-1500 (диаметр 64 м) в подмосковном Центре космической связи «Медвежьи озёра». На малых расстояниях до КРТ (до 100 тыс. км) использовалась антенна НС-3,7, расположенная в ЦУП-Л в НПО им. С. А. Лавочкина.
Связь с аппаратом «Спектр-Р» была возможна в двух режимах. Первый режим — двусторонняя связь, включающая передачу команд на борт и приём с него телеметрической информации.
В 2015 году для приёма радиоинтерферометрических данных использовалась станция слежения, созданная на базе 22-метрового радиотелескопа РТ-22 в подмосковном Пущино. Поток информации, собираемой телескопом, составлял 144 мегабита в секунду. Для обеспечения возможности проведения интерферометрических наблюдений во время, когда космический аппарат не виден для станции слежения в Пущино, Роскосмос профинансировал создание дополнительных станций слежения за пределами России: в США и ЮАР.
С 10 января 2019 года связь со спутником потеряна; при этом гарантийный срок спутника истёк ещё в 2014 году (изначально работу «Спектр-Р» планировалось завершить в 2016 году, но её продлили до конца 2019 года). 12 января стало известно, что радиотелескоп на КА «Спектр-Р» перестал работать на приём командных данных, но при этом продолжает отправлять информацию на Землю. Научный руководитель проекта, член-корреспондент Российской академии наук Юрий Ковалёв пояснил, что «Спектр-Р» работает только по командам с Земли: перед каждым сеансом на борт закладывается программа наблюдений и посылается сигнал на включение приёмо-передающей антенны; сейчас такая команда не проходит на борт аппарата, который переведён в «домашнее положение», в этом состоянии солнечные батареи продолжают подавать питание, но другие части спутника уже не подвержены воздействию солнечного излучения и охлаждаются.
За первый год работы (на 18 июля 2012) на наземно-космическом интерферометре проекта «Радиоастрон», состоящем из КРТ и наземных телескопов, проведены наблюдения 29 активных ядер галактик, 9 пульсаров (нейтронных звёзд), 6 источников мазерных линий в районах образования звёзд и планетных систем.
На 9 октября 2012 международной группой исследователей ядер активных галактик получено первое изображение быстропеременной активной галактики 0716+714 на длине волны 6,2 см по результатам наблюдений наземно-космического интерферометра проекта «Радиоастрон» совместно с Европейской сетью РСДБ.
Один из основных изучаемых типов объектов — это квазары. С помощью проекта «Радиоастрон» удалось измерить ширину начала релятивистской струи. Оно оказалось равной примерно 1 св. году, эта информация активно используется для проработки моделей формирования подобных струй.
Другим результатом стало измерение яркости релятивистских струй квазаров. Наземные радиотелескопы ограничены некоторой величиной яркости и не позволяют определить, равна ли реальная яркость ей или больше. Данные, полученные по более чем 60 квазарам, позволили установить, что яркость этих струй значительно превышает предыдущие представления. Это требует серьёзной перестройки существующих моделей устройства квазаров. Ранее считалось, что в струях излучают в основном релятивистские электроны. Эта модель не позволяет получить наблюдаемой яркости. Одной из новых моделей может стать модель струи, состоящей из разогнанных до релятивистских скоростей протонов, но тогда встаёт вопрос о механизме ускорения протонов до столь высоких энергий. Возможно, эта проблема имеет отношение к проблеме источника высокоэнергетичных космических лучей.