«Дедушке» телескопа James Webb — 40 лет. История миссии IRAS

25 января 1983 года с космодрома на базе Ванденберг состоялся пуск ракеты Delta. Она вывела на околоземную орбиту аппарат IRAS — первый в истории инфракрасный космический телескоп. По случаю 40-летней годовщины события мы хотели бы рассказать об истории создания и наследии этого проекта, который вполне можно назвать прародителем легендарного James Webb.

Телескоп IRAS (концепт). Источник: NASA

Истоки проекта

На протяжении большей части своей истории астрономы ограничивались изучением видимого спектра — то есть того, что можно было в буквальном смысле увидеть в оптические телескопы или невооруженным глазом. Однако в XX веке ситуация стала меняться. Были созданы первые радиотелескопы, а после начала космической эры на орбиту начали запускать спутники, способные вести наблюдения в других частях электромагнитного спектра (ультрафиолетовом, рентгеновском, гамма-лучах и т.д.).

Центр Млечного Пути в видимом диапазоне. Источник: ESO

Особенно соблазнительным для астрономов был инфракрасный диапазон. Дело в том, что инфракрасные лучи почти беспрепятственно проходят через разбросанные по всему Млечному Пути пылевые облака. Это давало весьма интригующую возможность увидеть центр нашей Галактики и заглянуть внутрь туманностей, где рождаются новые звезды.

К сожалению, земная атмосфера блокирует большую часть инфракрасного спектра. Поэтому, единственным вариантом для ученых было создание и запуск специализированной космической обсерватории. Проблема заключалась в том, что для проведения наблюдений ее инструменты требовалось охладить до температур, близких к абсолютному нулю. Это значительно усложняло ее конструкцию.

И если первые в истории ультрафиолетовые и гамма-телескопы отправились в космос еще в конце 1960-х, то создание инфракрасного телескопа несколько затянулось. Наконец, в 1975 году космические агентства США, Великобритании и Франции согласовали проект такой обсерватории. Она получила обозначение IRAS (Infrared Astronomical Satellite).

Устройство телескопа IRAS

Телескоп IRAS был построен специалистами компании Ball Aerospace при поддержке Fokker Space и Hollandse Signaal. Его размеры составляли 3,6×3,24×2,05 м, масса (в заправленном состоянии и с хладагентом) — 1083 кг.

Телескоп IRAS. Источник: NASA

IRAS оснастили телескопом системы Ричи-Кретьена с 57-сантиметровым зеркалом. Его детекторы были способны регистрировать инфракрасное излучение с длинами волн 12, 25, 60 и 100 мкм. На телескопе была установлена активная система охлаждения, использовавшая в качестве хладагента 73 кг жидкого гелия. Общий бюджет миссии составил 199 млн долларов.

Основные открытия телескопа IRAS

IRAS был запущен 25 января 1983 года и приступил к активным наблюдениям 9 февраля. За последующие девять месяцев он выполнил обзор 96% небесной сферы, обнаружив 350 тысяч источников инфракрасного излучения. 250 тысяч из них наблюдались впервые.

Инфракрасная карта неба, полученная телескопом IRAS. Источник: NASA

В общей сложности в каталог IRAS вошли порядка 130 тысяч звезд, 75 тысяч звездообразующих галактик, 40 тысяч различных объектов, расположенных в нашем Млечном Пути, а также десятки тысяч регионов активного звездообразования и туманностей. Даже по прошествии сорока лет некоторые из наблюдавшихся обсерваторией объектов все еще ждут своей классификации.

Одним из наиболее громких открытий IRAS стало обнаружение избытка инфракрасного излучения от ряда звезд, свидетельствующего о том что они окружены пылевыми дисками. Одной из них оказалась Вега (α Лиры). Обсерватории также удалось провести первые наблюдения центра Млечного Пути.

Телескоп сделал несколько открытий и в нашей Солнечной системе. Он нашел шесть ранее неизвестных комет, а также четыре астероида. Наиболее любопытный из них получил название Фаэтон. Этот шестикилометровый камень интересен тем, что движется по весьма вытянутой орбите, пересекающей орбиты всех четырех планет земной группы. В перигелии он приближается к Солнцу на расстояние всего 21 млн км. Несколько лет назад у него был найден пылевой хвост.

Астероид Фаэтон в представлении художника. Источник: NASA/JPL-Caltech/IPAC

Также большую шумиху в прессе тех лет вызвала новость о том, что IRAS обнаружил несколько необычных источников излучения, которые, по предположению астрономов, могли оказаться еще не открытыми планетами Солнечной системы. В ходе последующего анализа было установлено, что на самом деле они представляют собой далекие галактики. Тем не менее, даже спустя сорок лет эту старую новость можно часто встретить в контексте разговоров о существовании гипотетической «Планеты X».

Миссия IRAS была завершена 21 ноября 1983 года когда телескоп исчерпал все запасы хладагента. После этого он был отключен. Аппарат все еще находится на 900-километровой околоземной орбите. В январе 2020 года он вновь попал в новостные заголовки из-за своего опасного сближения со старым спутником GGSE-4, в ходе которого пролетел от него на расстоянии всего 12 м. К счастью, столкновения не произошло.

Наследие IRAS

Успех миссии IRAS стал наглядной демонстрацией возможностей инфракрасной астрономии. В середине 1990-х в космос отправился ряд спутников, предназначенных для проведения подобных наблюдений. Детекторы инфракрасного излучения были установлены и на телескоп Hubble.

Телескоп Spitzer в представлении художника. Источник: NASA/JPL-Caltech

Но настоящий прорыв произошел в 2003 году после запуска Spitzer — последней из четырех «великих обсерваторий» NASA. Она проработала свыше 16 лет, совершив ряд знаковых открытий.

Достижения миссии Spitzer способствовали появлению ряда новых инфракрасных обсерваторий. Кульминацией этих событий стала разработка и запуска James Webb, на данный момент являющегося самым мощным космическим телескопом в истории. Так что в следующий раз, рассматривая его удивительные снимки, вспомните, что они стали возможными во многом благодаря успешной работе IRAS.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine

Следующая миссия к Плутону состоится не ранее 2050 года
Водные планеты на орбитах белых карликов хорошо подходят для поиска жизни
Телескоп в Южной Америке сфотографировал космического карпа кои
Астрономы открыли четыре мининептуна
Гигантский Магелланов телескоп стал на шаг ближе к строительству
Ракетная ступень крупным планом: японский спутник совершил историческое сближение с космическим мусором
Межзвездный ремонт завершен: Voyager 1 возобновил передачу всех научных данных
Важный эксперимент: NASA отправила в космос видео и фото с домашними любимцами
Астрономы открыли у пары звезд удивительные параллельные диски
James Webb обнаружил самый далекий взрыв сверхновой в ранней Вселенной