Russische Weltraumteleskope: Die Spektr-Serie

Da Russland derzeit an einer ganzen Reihe von Weltraumteleskopen arbeitet könnten wir wohl mal einen Thread für diese Missionen aufmachen. Hier erstmal eine kurze Auflistung:

-Spektr-R/Radioastron (Radioteleskop) startet in ein paar Monaten, dafür haben wir bereits diese Threads: Startkampagne und Mission Dazu bitte auch in diesen beiden Threads posten, nicht hier

-Spektr-RG (Start 2013) Teleskop für Röntgen- und Gammastrahlung

-Spektr-UF/WSO-UV (Start Ende 2014) Teleskop für UV-Strahlung

-Gamma-400 (Start 2015/16) Teleskop für Gammastrahlung

-Spektr-M/Millimetron (Start 2017/18) Infrarotteleskop

Wenn man nach untersuchten Wellenlängen sortiert (von kurz nach lang) sieht die Liste so aus: Gamma-400; Spektr-RG; Spektr-UF; Spektr-M; Spektr-R

Bei allen Projekten ist NPO Lawotschkin federführend, die Basis aller 5 Missionen ist der "Navigator"-Satellitenbus

Spektr-RG

Spektr-RG soll 2400kg wiegen und einen Orbit um den L2 einschlagen (ähnlich wie Herschel und Planck).

Die Instrumentierung wird aus zwei Teleskopen für Röntgenstrahlung bestehen, wobei auch "weiche" Gammastrahlung mit erfasst werden kann. Die beiden Instrumente nennen sich eROSITA (übrigens in Deutschland gebaut) und ART-XC (gebaut vom Nuklearforschungszentrum VNIIEF aus Sarow). Das besondere an Spektr-RG ist der im Vergleich zu bisher gestarteten Teleskopen der große Blickwinkel. Dadurch soll Spektr-RG eine globale Karte von Röntgenquellen erstellen können, was Chandra oder XMM Newton nicht möglich ist.

Mehr dazu auch auf: http://www.russianspaceweb.com/spektr_rg.html

Spektr-UF/World Space Observatory - Ultraviolet

Dieses Teleskop ist vom Aufbau her mit Hubble vergleichbar. Das Teleskop T-170M ist ein klassisches Ritchey-Chretien mit einem Spiegeldurchmesser von 1,7m und einer Brennweite von 17m. Ausgestattet wird dieses Teleskop mit 3 Spektrometern, 2 davon kommen aus Deutschland, eines aus China. Die Kamera kommt aus Spanien, es ist also ein sehr internationales Projekt (und schon wieder ist Deutschland beteiligt )

Mehr dazu auf der Projekthomepage: http://wso.inasan.ru/

Gamma-400

Über dieses Teleskop hab ich leider nicht viel finden können, es ist auch das neueste aller Konzepte :-

Nach dem was man weiß, handelt es sich um ein klassisches Gammastrahlungsteleskop wie Compton, Integral oder GLAST. Der Fokus soll hier auf sehr hohen Energien liegen, da geringe Energien schon von Spektr-RG erfasst werden sollen.

EDIT: Ein Hoch auf NovKos, da findet man im Zweifel alles was man braucht

Hier also noch ein paar Daten: Das Spektrum reicht von 100 MeV bis zu 3000 GeV (sic! das 100fache von Compton!). Die Masse soll 2,5t betragen (ist also vergleichbar mit Spektr-RG)

Spektr-M/Millimetron

Das beste kommt zum Schluss, so auch dieses wahre Monster hier:


Millimetron ist ein Teleskop für fernes Infrarot und Submillimeterstrahlung. Dieser Beobachtungsbereich überschneidet sich vor allem mit dem von Herschel und ALMA. Auch die Instrumentierung ist mit Herschel vergleichbar, z.B. sollen die Niederlande ein Nachfolgemodell des Herschel-Instruments HIFI beisteuern. Ganz was neues ist der italienische Beitrag eines Spektropolarimeters für den Bereich von 100-1600GHz. Dieses Instrument ist derzeit das mit dem größten Verzögerungsrisiko. Wie Herschel auch wird Spektr-M den L2 umkreisen.

Technisch basiert ein Teil der Konstruktion stark auf Spektr-R. Der Hauptspiegel ist identisch aufgebaut, allerdings ist er mit 12 statt 10m etwas größer und aufgrund der kürzeren Wellenlänge deutlich präziser gearbeitet. Genau wie Spektr-R kann auch Spektr-M als Teil eines VLBI verwendet werden. Vor allem ALMA wird hier als möglicher Kooperationspartner genannt.

Die größte technische Herausforderung ist die Kühlung des Teleskops. Durch die gestaffelten Hitzeschilde soll der Hauptspiegel passiv bis auf 4K heruntergekühlt werden. Auch der Cryocontainer mit den Instrumenten muss heruntergekühlt werden, hier plant man erstmals den Einsatz einer aktiven Kühlung mit Helium als Kühlmittel und Stirlingmotoren zur Wärmeübertragung. Dadurch soll der benötigte Heliumvorrat auf 10-20L sinken (zum Vergleich: Herschel braucht 2367L, auch hier werden nur die Instrumente gekühlt). Aufgrund der Komplexität und des Verschleißes geht man hier davon aus, dass die aktive Kühlung nur 3 Jahre lang durchhält, außerdem gilt sie als problematischster Teil des Projekts. Danach würde man Spektr-M in einem nur passiv gekühlten Modus weiter nutzen können (so wie momentan Spitzer).

Gemessen an Spiegelfläche/Startmasse ist Spektr-M übrigens ein absolut herrausragendes Projekt:
113m²/6t = 18,8 (Spektr-M)
9,6m²/3,4t = 2,8 (Herschel)
33,2m²/6,2t = 5,3 (JWST)

Noch kurz ein Wort zur Familienstrategie dieser Observatorien:

Allen gemeinsam ist der Navigator-Bus sowie die Tatsache, dass die Grundstruktur komplett russisch ist. Es ist allerdings auffällig, dass alle ausländische Sensortechnik an Bord haben, Spektr-UF sogar ausschließlich (sic!). Es ist also offensichtlich, dass Russland durch die lange Pause nicht auf dem technischen Stand der Länder ist, die regelmäßig Astronomiesatelliten starten.

Dieses Problem zwingt Russland praktisch dazu, sich internationaler Kooperation zu öffnen. Dies betrifft vor allem die Europäer, aber auch China und die USA tragen einen kleinen Beitrag zur Spektr-Serie bei. Im Gegensatz zu anderen Kooperationen geht es hier interessanterweise nicht darum "Russland baut, der Rest soll zahlen", sondern es ist eine echte Zusammenarbeit, um sich zu ergänzen.

Diese Zusammenarbeit führt dazu, dass Russland keine Energie darauf verschwenden muss, den Anschluss zu finden, sondern dazu, dass alle diese Projekte mehr oder weniger bahnbrechende Ergebnisse versprechen. Rein von der Konstruktion her beweisen vor allem Spektr-R und Spektr-M Innovationsbereitschaft. (Während die NASA für einen relativ leichten Spiegel des JWST millionenteures Beryllium verarbeiten muss, kommt Spektr-M im Prinzip mit besserer Alufolie aus )

Mit Spektr-R befindet sich seit wenigen Tagen der erste Teil der Serie im All. Im NovKos Startkalender sind noch folgende Einträge drin:

2013 (erste Hälfte) Spektr-RG auf Zenit-3F (genau wie Spektr-R)
2015 Spektr-UF, ebenfalls auf Zenit-3F, hat sich also etwas verschoben im Vergleich zu meinem Startpost

Gamma-400 und Spektr-M kommen in dem Kalender, der bis 2015 reicht nicht vor. Bei Gamma-400 spricht das wohl für 2016, bei Spektr-M passt es zur letzten Ankündigung eines Starts 2017/18

Bemerkenswert finde ich dabei, dass zumindest einige Projekte bereits Anfang der 1980er Jahre verfolgt werden. Die politischen und wirtschaftlichen Umwälzungen haben nicht nur hier für Verzögerungen um mindestens 10 Jahre gesorgt.

Mittlerweile wurden aber einige der zunächst in ESA-Staaten entwickelte und gebaute Sensoren durch weiterentwickelte Nachfolgemuster aus russischer Produktion ersetzt.

Übrigens ist das Observatorium soweit betriebsbereit. Unmittelbar bevor steht nun das Entfalten der 10 m großen Radioantenne. Dies dürfte der kritischste Vorgang während der Inbetriebnahmephase sein.

Hier gibt es eine umfangreiche Präsentation (30 Seiten) zu Spektr-UF und Spektr-RG:
ftp://130.206.92.88/Espacio/Mesa%20Redonda%202%20-%20R2a%20-%20IKI%20-%20Boris%20SHUSTOV.pdf

Derzeit denkt das Entwicklungszentrum ASC Lebedev darüber nach, den Spiegeldurchmesser von Spektr-M von 12m auf 10m zu verkleinern. Dies würde natürlich die Entwicklungsrisiken und Kosten deutlich (?) senken (und ist gerade nach den Schwierigkeiten mit der Entfaltung von RadioAstron vielleicht verständlich), aber andererseits leider auch die wissenschaftliche Leistungsfähigkeit schmälern.

Probleme bei Spektr-R? Hier hattet ihr nur berichtet, dass die Bestätigung etwas später kam/veröffentlicht wurde. War da doch mehr? Wisst ihr mehr?

Ich weiß auch nicht mehr als halboffizielle Posts im NovKos-Forum - das Einrasten hat wohl erst im zweiten Versuch funktioniert, vermutet wurde wohl thermische Ausdehnung der Teile als Grund für die Probleme im ersten Durchgang

The World Space Observatory, also known as World Space Observatory-Ultraviolet (WSO-UV), is a proposed space telescope intended for work in the 110 nm to 320 nm wavelength range. The launch is planned for 2015

Das World Space Observatorium, welches auch als World Space Ultraviolet-Observatorium, zu Englisch  World Space Observatory-Ultraviolet (WSO-UV) bekannt ist, soll im Wellenlängenbereich von 110 bis 320 nm arbeiten können. Der Start ist geplant für 2015.
(Edit: Übersetzung von Olli)

ws

Es gibt hin und wieder auch mal erfreuliche Nachrichten. Angesichts der sehr guten Ergebnisse des Experiments PLASMA-F (Sekundärnutzlast auf Spektr-R) wird derzeit darüber nachgedacht, das Experiment auf Spektr-RG zu wiederholen (es wäre ein einfacher Nachbau des Instruments). Es soll die Plasmaumgebung des Satelliten erforschen und durch die Position im L2 den "Schwanz" des Erdmagnetfeldes bzw der dadurch verursachten Plasmablase erforschen. Es wäre meines Wissens das erste derartige Projekt im L2 und würde somit den erforschten Bereich des "Weltraumwetters" deutlich vergrößern. Diese Grafik zeigt die Positionen der beiden Teleskope im Vergleich:



Gleichzeitig gibt es Anzeichen dafür, dass Spektr-RG sich nun doch nach 2014 verschieben wird - vielleicht kann für das PLASMA-Team aber auch nichts besseres passieren, um das tatsächlich umsetzen zu können.

ws
The World Space Observatory, also known as World Space Observatory-Ultraviolet (WSO-UV), is a proposed space telescope intended for work in the 110 nm to 320 nm wavelength range. The launch is planned for 2015. This international project is led by Russia (Roskosmos). At present the international cooperation includes three basic participants: Russia ( will provide the telescope, spacecraft, launch facilities, ground segment); Spain (ISSIS, ground segment); Germany (spectrographs). Ukraine and Kazakhstan also participate the project.

Hi Observer

Wie du ja weißt ist das hier ein deutsches Forum, daher übersetz ich deinen Text mal für die anderen

"Das World Space Observatory, auch als World Space Observatory - Ultraviolet (WSO-UV) [oder Spektr-UF, A.d.Ü.] bekannt, ist ein geplantes Weltraumteleskop, dass im Wellenlängenbereich von 110nm bis 320nm arbeiten soll. Der Start ist für 2015 geplant. Das internationale Projekt wird von Russland geführt.Derzeit umfasst die globale Kooperation drei Hauptteilnehmer: Russland (wird das Teleskop, den Satellitenbus, den Start sowie das Bodensegment beisteuern), Spanien (Bodensegment, Kamera) und Deutschland (Spektrografen). Ukraine und Kasachstan sind ebenfalls am Projekt beteiligt"

Im übrigen hab ich noch eine Frage: Im Video sieht man bei 0:40, dass als Oberstufe eine Fregat-MT verwendet wird. Ist das eine falsche Darstellung oder soll wirklich keine Fregat-SB verwendet werden?

Ich bitte um Verzeihung für das Unrecht, deutsche Übersetzung, wie polyuzuyus Online-Übersetzer.
Dieses Video ist ein Fantasy-Künstler. Das Gerät kann ausgewechselt werden.

Es gibt wohl auch einen Grund für die Verzögerung bei Spektr-RG. Für dieses Teleskop will man sich erstmals auf ein neues X-Band-Kommunikationssystem verlassen. Dies sollte seinen Praxistest eigentlich bei Fobos-Grunt haben. Aus bekannten Gründen ist die Funktionsfähigkeit aber nicht verifiziert worden und man will sich nicht auf ein ungetestetes System verlassen müssen. Daher soll dies wahrscheinlich auf dem Kleinforschungssatelliten MKA-FKI Nr.2 getestet werden. Dieser wird  wohl 2013 starten (laut NovKos).

Quelle ist dieses Interview mit Viktor Khartov, dem Leiter von NPO Lawotschkin (Hersteller aller genannten Raumsonden/Satelliten)

Zu Spektr-RG gibts was neues. VNIIEF hat nun einen Prototyp für die Masse und das Thermalmanagement von ART-XC, einem der beiden Teleskope von Spektr-RG fertiggestellt und getestet. Zugleich wird an einem zweiten, detaillierteren Prototypen gebaut. Bis Ende des Jahres soll auch mit der Produktion von Ingenieurmodell und Flugmodell des Teleskops begonnen werden. (Quelle russianspaceweb.com)

Lawotschkin hat übrigens Besuch aus Deutschland bekommen. Vertreter des DLR und des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik haben sich die Produktionsanlagen angeschaut und eine Konferenz über die weitere Planung des Projekts Spektr-RG abgehalten. Zu diesem Projekt wird Deutschland bekanntlich eine der beiden Nutzlasten beisteuern.

Die wissenschaftliche Mission von Spektr-RG soll übrigens 7 Jahre dauern. Die ersten 4 soll eine allgemeine Himmelsdurchmusterung durchgeführt werden, in den folgenden 3 sollen einzelne interessante Objekte untersucht werden.

Und hier ein Bild des Besuchs:

Angesichts der sehr guten Ergebnisse des Experiments PLASMA-F (Sekundärnutzlast auf Spektr-R) wird derzeit darüber nachgedacht, das Experiment auf Spektr-RG zu wiederholen

Dies steht nach neuester RIAN-Meldung immer noch im Raum - und auch Spektr-UF könnte ein derartiges Gerät bekommen.

Damit wären dann auch fast alle Orbits zur Überwachung des Weltraumwetters abgedeckt. Derzeit Meteor im polaren Orbit, Elektro-L im GSO, Spektr-R in einem hochelliptischen, mit Spektr-RG käme der L2 und mit Spektr-UF ein 51,8° IGSO. Wäre eine ganz nette Mischung um wirklich einen guten Überblick zu gewinnen. Bezüglich des Startdatums wird nun Herbst 2014 für Spektr-RG angegeben.

Spektr-UF wird sich derweil nach 2016 verschieben - Grund sind wohl die Budgetprobleme des deutschen Beitrags zu Spektr-RG, die aus dem Budget für Spektr-UF bedient werden sollen. Gelöst wird dieses Problem offenbar dadurch, Spektr-UF zu strecken und so insgesamt mehr Geld zur Verfügung zu haben.

Bei ISS Reschetnjow hat ein Treffen zur Planung von Spektr-M/Millimetron stattgefunden. ISS wird für dieses Projekt gemeinsam mit dem Astro Space Center Lebedew die Nutzlast entwickeln, während der Satellitenbus von NPO Lawotschkin kommen soll. Bei diesem Treffen ging es um die genaue Planung des Nutzlastmoduls.

Noch ergänzend dazu:

Ein Bild vom Treffen:


Und eine aktuelle Zeichnung:

Offensichtlich verzichtet man jetzt doch auf die Schwenkbarkeit des Spiegels um das Design zu vereinfachen. Ist ein bisschen schade, aber vielleicht auch verständlich - der ursprüngliche Entwurf war doch technisch extrem ambitioniert. Jetzt ist er nur noch sehr ambitioniert

Mahlzeit!
Die Schwenkbarkeit wird nicht über eine Kreisel-Plattform realisiert?
Den Spiegel einzeln wird man doch nicht ordentlich bewegen können...
grübelt HausD

Ursprünglich sollte der Spiegel über ein Gelenk an der Struktur befestigt werden und so bis zu 90° zur Seite geschwenkt werden können. Mit Rotation des Satelliten selbst hätte man ein Blickfeld von der halben Himmelskugel gehabt. So wie jetzt ohne Gelenk ist man deutlich eingeschränkter in der Auswahl der Ziele, da das gesamte Gerät geschwenkt werden muss (das natürlich über eine Kreiselplattform).