ROSAT (сокращение от Röntgensatellit ; на немецком языке рентгеновские лучи называются Röntgenstrahlen, в честь Вильгельма Рентгена ) был спутниковым рентгеновским телескопом Германского аэрокосмического центра , с приборами, изготовленными Западной Германией , Великобританией и Соединенными Штатами. Он был запущен 1 июня 1990 года на ракете Delta II с мыса Канаверал , изначально рассчитанный на 18-месячную миссию с возможностью эксплуатации до пяти лет. ROSAT проработал более восьми лет, окончательно закрывшись 12 февраля 1999 года.
В феврале 2011 года сообщалось, что спутник весом 2400 кг (5291 фунт) вряд ли полностью сгорит при входе в атмосферу Земли из-за большого количества керамики и стекла, использованных в конструкции. Детали весом до 400 кг (882 фунта) могут удариться о поверхность. [2] В конечном итоге ROSAT снова вошел в атмосферу Земли 23 октября 2011 года над Бенгальским заливом . [3]
Roentgensatellit (ROSAT) был совместным германским, американским и британским проектом рентгеновской астрофизики. [4] ROSAT нес построенный в Германии рентгеновский телескоп с тремя фокальными плоскостями: два немецких позиционно-чувствительных пропорциональных счетчика (PSPC) и поставленный США сканер высокого разрешения (HRI). Сборка рентгеновского зеркала представляла собой четырехкратный вложенный телескоп Wolter I со скользящим падением с апертурой диаметром 84 см и фокусным расстоянием 240 см. Угловое разрешение составляло менее 5 угловых секунд при половинной энергетической ширине («угол, в котором фокусируется половина электромагнитного излучения» [5] ). Сборка XRT была чувствительна к рентгеновскому излучению в диапазоне от 0,1 до 2 кэВ (одна тысяча электронвольт ).
Кроме того, поставленный Великобританией телескоп экстремального ультрафиолетового диапазона (XUV) — широкоугольная камера (WFC) — был совмещен с XRT и охватывал энергетический диапазон от 0,042 до 0,21 кэВ (от 30 до 6 нм ).
Уникальными преимуществами ROSAT являются высокое пространственное разрешение, низкофоновая съемка в мягком рентгеновском диапазоне для изучения структуры объектов с низкой поверхностной яркостью, а также спектроскопия с низким разрешением.
Космический аппарат ROSAT представлял собой трехосный стабилизированный спутник, который можно было использовать для точечных наблюдений, для поворота между целями и для выполнения сканирующих наблюдений на больших окружностях, перпендикулярных плоскости эклиптики . ROSAT был способен на быстрые повороты (180 градусов за ~15 минут), что позволяло наблюдать две цели на противоположных полушариях во время каждой орбиты. Точность наведения составляла 1 угловую минуту со стабильностью менее 5 угловых секунд в секунду и радиусом дрожания ~10 угловых секунд. Два звездных датчика ПЗС использовались для оптического определения положения опорных звезд и определения ориентации космического аппарата. Точность определения ориентации постфактум составляла 6 угловых секунд.
Миссия ROSAT была разделена на два этапа:
Основная сборка представляла собой рентгеновский телескоп немецкого производства (XRT) с тремя фокальными плоскостями: два немецких позиционно-чувствительных пропорциональных счетчика (PSPC) и поставляемый из США сканер высокого разрешения (HRI). Сборка рентгеновского зеркала представляла собой четырехкратный вложенный телескоп Wolter I со скользящим падением с апертурой диаметром 84 см (33 дюйма) и фокусным расстоянием 240 см (94 дюйма). Угловое разрешение составляло менее 5 угловых секунд при половинной энергетической ширине. Сборка XRT была чувствительна к рентгеновскому излучению в диапазоне от 0,1 до 2 кэВ. [4]
Имеются два позиционно-чувствительных пропорциональных счетчика (PSPC), PSPC-B и PSPC-C, установленных на карусели внутри фокальной плоскости башни ROSAT. PSPC-C был предназначен в качестве основного детектора для миссии и использовался для большей части All-Sky Survey, пока не был уничтожен во время сбоя AMCS 25 января 1991 года. После сбоя PSPC-B использовался для всех дальнейших наблюдений. Еще два PSPC (PSPC-A и PSPC-D) были установлены на ROSAT для наземной калибровки. [6]
Каждый PSPC представляет собой газовый счетчик с тонким окном. Каждый входящий рентгеновский фотон создает электронное облако, положение и заряд которого определяются с помощью двух проволочных сеток. Положение фотона определяется с точностью около 120 микрометров. Заряд электронного облака соответствует энергии фотона [7] с номинальной спектральной полосой пропускания 0,1-2,4 кэВ.
Поставленный США сканер высокого разрешения использовал детектор с перекрестной сеткой с точностью позиционирования до 25 микрометров. [8] Прибор был поврежден солнечным излучением 20 сентября 1998 года.
Широкоугольная камера (WFC) представляла собой телескоп экстремального ультрафиолетового (XUV) диапазона, поставленный Великобританией, совмещенный с XRT и охватывающий диапазон волн от 300 до 60 ангстрем (от 0,042 до 0,21 кэВ). [4]
Первоначально планировалось, что ROSAT будет запущен на Space Shuttle , но катастрофа Challenger заставила его переместиться на платформу Delta . Этот шаг сделал невозможным повторный захват ROSAT с помощью Shuttle и возвращение его на Землю. [ необходима цитата ]
Первоначально разработанный для пятилетней миссии, ROSAT продолжал свою расширенную миссию еще четыре года, прежде чем отказ оборудования заставил прекратить миссию. В течение нескольких месяцев после этого ROSAT завершил свои самые последние наблюдения, прежде чем был окончательно выключен 12 февраля 1999 года. [9]
25 апреля 1998 года отказ основного звездного трекера на рентгеновском телескопе привел к ошибкам наведения, которые в свою очередь вызвали перегрев Солнца. [10] План действий в чрезвычайных ситуациях и необходимое программное обеспечение уже были разработаны для использования альтернативного звездного трекера, подключенного к широкоугольной камере.
ROSAT вскоре снова заработал, но с некоторыми ограничениями эффективности отслеживания и, следовательно, управления. [11] Он был серьезно поврежден 20 сентября 1998 года, когда реактивное колесо в системе измерения и управления положением космического корабля достигло максимальной скорости вращения, [примечание 1] потеряв контроль над поворотом, повредив высокоразрешающий тепловизор из-за воздействия солнца. [11] Первоначально эта неудача была приписана трудностям управления спутником в этих сложных условиях за пределами его первоначальных проектных параметров. [11]
В 2008 году сообщалось, что следователи НАСА обнаружили, что отказ ROSAT был связан с кибервторжением в Центре космических полетов имени Годдарда . [12] Корнем этого обвинения является консультативный отчет 1999 года Томаса Таллера, старшего следователя по кибербезопасности в НАСА. [12] Сообщается, что этот консультативный отчет [13] описывает серию атак из России, которые достигли компьютеров в Секции рентгеновской астрофизики (т. е. ROSAT) в Годдарде и захватили контроль над компьютерами, используемыми для управления спутниками, а не просто пассивную «шпионскую» атаку. В консультативном отчете говорилось:
«Враждебные действия скомпрометировали компьютерные системы [НАСА], которые напрямую и косвенно связаны с проектированием, тестированием и передачей кодов управления и контроля спутниковых пакетов». [13]
В сообщении также утверждается, что инцидент с ROSAT «совпал с вторжением» [12] и что «эксплуатационные характеристики и управление ROSAT были достаточно схожи с другими космическими объектами, чтобы предоставить злоумышленникам ценную информацию о том, как управляются такие платформы». [12] Без публичного доступа к сообщению, очевидно, невозможно дать подробные комментарии. Даже если в нем описывается реальное вторжение, существует правдоподобное объяснение «отсутствия атаки» для отказа ROSAT, и в сообщении утверждается, что эти два инцидента связаны не более чем «совпадением». [ оригинальное исследование? ] Однако должностные лица НАСА, отвечающие за повседневную работу миссии ROSAT в Годдарде, включая ученого проекта GSFC Rosat Роба Петре, определенно говорят, что такого инцидента не было. Информация Таллеура, по-видимому, поступила от одного из его стажеров, который преувеличил инцидент взлома на офисном компьютере, не связанном с полетами. [14]
Безопасность ИТ остается серьезной проблемой для NASA. Другие системы, включая Earth Observing System, также подверглись атакам. [15]
В 1990 году спутник был выведен на орбиту высотой 580 км (360 миль) и наклонением 53°. [16] Из-за атмосферного сопротивления спутник медленно терял высоту, пока в сентябре 2011 года спутник не оказался на орбите примерно в 270 км (168 миль) над Землей. 23 октября 2011 года ROSAT снова вошел в атмосферу Земли где-то между 1:45 UTC и 2:15 UTC над Бенгальским заливом , к востоку от Индии. Не было никаких подтверждений того, что обломки достигли поверхности Земли. [17] [18] [19]
eROSITA был запущен на борту российско-германской космической обсерватории «Спектр-РГ» в 2019 году. [20] Он обеспечит обновленный обзор всего неба в рентгеновском диапазоне, расширив диапазон энергий до 10 кэВ, повысив чувствительность в 25 раз и улучшив пространственное и спектральное разрешение.
Однажды без предупреждения спутник ROSAT повернул, казалось бы, необъяснимым образом, к солнцу. Этот шаг повредил критически важный оптический датчик, сделав спутник бесполезным для выполнения своей миссии по созданию рентгеновских и ультрафиолетовых изображений дальнего космоса.
