Главная » 2025»Март»12 » В США на одной ракете запущены две космические обсерватории: SPHEREx и PUNCH. Их обзор и видео запуска.
12.03.2025 19:01
В США на одной ракете запущены две космические обсерватории: SPHEREx и PUNCH. Их обзор и видео запуска.
В США с помощью ракеты-носителя (РН) Falcon 9 компании SpaceX Илона Маска были запущены сразу две космические обсерватории NASA: SPHEREx, предназначенная для исследования древней Вселенной (и не только), и PUNCH, что состоит из четырёх космических аппаратов и будет изучать Солнце.
В этой статье рассказано о запуске обсерваторий, их целях, орбите и конструкции.
Да, уже третья статья за последние месяцы начинается с того, что на одной ракете Falcon 9 было запущено сразу несколько исследовательских аппаратов... Но что поделать?
Примечание: ниже приведено видео с YouTube, если оно не работает или медленно загружается, то можно посмотреть его на «Дзене» по этой ссылке.
Запуск РН Falcon 9 с обсерваториями на борту был произведён 12 марта 2025 года в 06:10 по московскому времени со стартового комплекса SLC-4E космодрома Ванденберг в Калифорнии. Через 42 минуты после старта от второй ступени отделился SPHEREx, последовательное отделение всех аппаратов PUNCH началось через 52 минуты. Все они выведены на солнечно-синхронные орбиты, но с разными высотами (об этом ниже).
Для РН Falcon 9 это был уже 444 пуск в истории её эксплуатации и 26 в 2025 году. Многоразовая первая ступень B1088, для которой это был уже 3 старт, успешно вернулась на специальную наземную площадку SpaceX.
SPHEREx и PUNCH, установленные на адаптере полезной нагрузки ракеты Falcon 9. Credit: SpaceX/NASA/BAE Systems/Benjamin Fry.
РН Falcon 9 c аппаратами SPHEREx и PUNCH перед стартом. Credit: SpaceX.
Запуск РН Falcon 9 c аппаратами SPHEREx и PUNCH. Credit: SpaceX.
Отделение SPHEREx. Credit: SpaceX.
Отделение одного из аппаратов PUNCH. Credit: SpaceX.
SPHEREx
SPHEREx — инфракрасный космический телескоп, который должен будет провести панорамное исследование всего неба. Разработка SPHEREx началась в 2019 году, это исследовательская миссия среднего класса (MIDEX) программы NASA Explorer.
SPHEREx в цеху компании Astrotech Corporation на космодроме Ванденберг. Credit: NASA/Astrotech Corporation.
SPHEREx сможет с высокой точностью определять красное смещение от далёких, а потому древних галактик, ведь скорость света ограничена. Планируется, что будет исследовано не менее 450 млн галактик. Он также будет собирать данные об эпохе реионизации, когда появились первые звёзды, вызывавшие своим излучением ионизацию межгалактического газа, и даже об инфляции — резком расширении пространства после Большого взрыва. Но SPHEREx будет изучать космос и на более близких расстояниях. Например, он сможет изучить распределение воды в планетных системах, провести наблюдения за планетами, астероидами и кометами Солнечной системы. Особенность научной программы SPHEREx — тесное взаимодействие с другими обсерваториями, как и наземными, так и космическими. Планируется, что аппарат проработает не менее 25 месяцев, за это время он 4 раза проведёт полный обзор неба, а на основе полученных данных в дальнейшем будет составлена трёхмерная карта Вселенной.
Космический аппарат SPHEREx построен компанией Ball Aerospace (в 2023 году её поглотила BAE Systems) по заказу NASA, сам телескоп создан Калифорнийским технологическим институтом, Лабораторией реактивного движения NASA и Корейским институтом астрономии и космических наук.
Длина SPHEREx — 2,6 м, максимальный диаметр — 3,2 м, стартовая масса — 178 кг, источник энергии — солнечные батареи. SPHEREx не имеет двигательной установки, для обеспечения пространственной ориентации используются гиродины. Самые примечательные компоненты SPHEREx — 3 специальных экрана конической формы, придающие аппарату запоминающийся вид. Первый защищает от внешнего излучения, последующие как и от внешнего, так и от теплового излучения предыдущих экранов.
SPHEREx в цеху компании BAE Systems. Credit: NASA/BAE Systems.
SPHEREx будет находиться на солнечно-синхронной орбите с высотой 700 км, благодаря такой орбите он сможет наблюдать всё небо и избегать прямого «взгляда» на Солнце. Космический телескоп приступит к работе после проверки всех систем, охлаждения матриц до рабочих температур и юстировки оптической системы.
Изображение показывает орбиту SPHEREx и то, как аппарат будет обозревать небо. Credit: NASA.
Единственным научным прибором SPHEREx является собственно сам телескоп массой 74,5 кг, апертурой 20 см, полем зрения — 11° x 3,5°, разрешающей способностью — 6″. Он будет получать снимки всего неба в ближнем инфракрасном диапазоне спектра в длинах волн от 0,75 до 5 мкм, в 96 спектральных поддиапазонах, спектральное разрешение в диапазоне от 0,75 до 4,1 мкм больше. Световой луч разделяется дихроичным фильтром на два потока: коротковолновый и длинноволновый. Они поступают на три 4-мегапиксельные матрицы на основе соединения ртути, кадмия и теллура, для каждого потока используется свой набор датчиков. Набор для коротковолнового потока охлаждается до температуры 80К (- 193°), а для длинноволнового — 50К (- 223°). Схожие матрицы использует знаменитый инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб». Каждый датчик покрыт линейно изменяемым фильтром, который выбирает узкую спектральную полосу. Схожие фильтры используются в инфракрасном спектрометре LEISA зонда NASA «Новые Горизонты», что впервые в истории изучил Плутон вблизи.
Телескоп SPHEREx во время сборки. Credit: NASA/JPL/Caltech/KASI.
PUNCH
PUNCH — солнечная обсерватория, состоящая из 4 небольших космических аппаратов. Их разработка началась в 2019 году, это исследовательская миссия малого класса (SMEX) программы NASA Explorer. Обсерватория будет изучать переход солнечной короны в солнечный ветер, который формирует гелиосферу Солнечной системы. На основе данных PUNCH возможно будет построить трёхмерную визуализацию короны Солнца.
Интересно отметить, что первоначально PUNCH планировалось запустить с помощью РН воздушного старта Pegasus американской компании Northrop Grumman.
PUNCH NFI (слева) и WFI. Credit: Craig DeForest at al.
Аппараты PUNCH не идентичны: три имеют широкоугольные объективы (WFI), а один — узкоугольный (NFI). Также последний имеет на борту научный инструмент STEAM — рентгенофлуоресцентный спектрометр, созданный студентами и предназначенный для изучения коронального нагрева и солнечных вспышек.
Все аппараты будут находиться на солнечно-синхронной орбите с высотой 570 км. Но если SPHEREx благодаря этому всегда будет избегать попадания солнечных лучей в телескоп, то зонды PUNCH смогут на такой орбите всегда наблюдать за нашей звездой. Они не сразу начнут наблюдения, а только через 90 дней, когда выйдут на заданные точки орбиты и проведут юстировку своих оптических систем.
Иллюстрация показывает орбиту аппаратов PUNCH и их «взгляд» на Солнце. Credit: NASA.
Иллюстрация показывает поле зрения аппаратов PUNCH. Credit: Craig DeForest at al.
Каждый аппарат имеет массу около 40 кг и размеры 0,92 м x 0,6 м x 0,32 м (1,36 м после развёртывания солнечных батарей). Солнечные батареи, как и объектив, всегда будут направлены на Солнце. Для выхода в заданные позиции после запуска будет использоваться двигательная установка на водороде и кислороде, которые будут получаться из воды с помощью электролиза, а для поддержания пространственной ориентации — гиродины.
Один из аппаратов PUNCH в цеху компании Astrotech Corporation на космодроме Ванденберг. Он находится в специальном держателе, часть компонентов покрыта защитной плёнкой. Credit: NASA/Astrotech Corporation.
Развёрнутые солнечные батареи одного из аппаратов PUNCH в цеху компании Astrotech Corporation на космодроме Ванденберг. Credit: NASA/Astrotech Corporation.
