Для чего нужен телескоп erosita, который был отключен германией?

Для его нужен телескоп eROSITA?

До отключения ожидалось, что телескоп eROSITA будет работать 7 лет. За это время он должен был снять все небо и составить восемь подробных карт в рентгеновском излучении. Благодаря аппарату планировалось обнаружить не менее 100 000 скоплений галактик, 3 миллиона ядер галактик и 700 000 звезд в Млечном Пути. В целом, на основе этих данных, ученые намерены изучить темную энергию — это гипотетический вид энергии, при помощи которого ученые пытаются объяснить расширение Вселенной.

Собранные телескопом eROSITA данные должны помочь в изучении темной материи

Летом 2021 года руководители проекта eROSITA опубликовали подробную карту черных дыр и нейтронных звезд в наблюдаемой Вселенной. По словам ученых, телескоп смог зафиксировать около 3 миллионов источников рентгеновского излучения. Ими и являются черные дыры других галактик, черные дыры Млечного пути, а также нейтронные звезды. Если учесть, что до создания этого аппарата ученым удалось открыть всего лишь миллион таких источников, получается, что за настолько короткий промежуток времени eROSITA открыл в три раза больше источников, чем было известно раньше. Посмотреть на карту черных дыр от немецкого телескопа вы можете в этом материале.

Карта всего неба в мягком рентгеновском излучении, полученная в 2020 году

Показания

Применима рентгенография и в онкологии. Основная цель ее применения – получение сведений о состоянии конкретной анатомической зоны, об отклонениях от анатомических норм.

Можно сказать, что показаниями для проведения исследования являются наличие злокачественного новообразования, процесс его лечения и последующего наблюдения.

Пациентам с раковыми заболеваниями показана процедура исследования ряда анатомических областей:

• Области развития первичного опухолевого процесса;
• Областей вероятного метастазирования;
• Зон, в которых по клиническим признакам или жалобам пациента вероятно есть метастазы.

Применим метод и в процессе лечения в таких случаях, как:

• Необходимость выбора оптимального объема хирургической манипуляции;
• В послеоперационный период для мониторинга состояния легких;
• В послеоперационный период для контроля установки внутренних катеров или стентов;
• Для оценки динамики метастазов в легких и костях в процессе цикловой химиотерапии;
• Для наблюдения после окончания лечения по областям вероятного рецидива либо метастазов.

Особенности проведения

Сегодня для исследования применяют и крупногабаритные аппараты, и компактные. Пациент находится в одной комнате, врач-рентгенолог в смежной, откуда дает необходимые команды.

Если исследование контрастное, проводится оно утром, обычно натощак. Исследование бесконтрастное можно проводить в любое время.

Процедура недолгая, всего несколько минут, исключая случаи, когда необходимо выполнить серию снимков.

Положение пациента зависит от того, какую область необходимо исследовать.

Сцинтиграфия

Для точности снимков требуется снять металлические украшения, они могут исказить результат.

Виды исследования

Перечислим основные виды исследования:

Исследование легких. Дает представление о наличии и степени изменений в ткани легких.
Исследование сердца. Необходима при диагностике заболеваний сердечно-сосудистой системы, сердца, дисбалансе работы малого круга кровообращения.
Исследование позвоночника. С помощью его можно косвенно определить характер остеохондроза
Исследование желудка и двенадцатиперстной кишки. С помощью ее выявляют гнойники, перфорации, инородные тела и т.д.
Исследование желчного пузыря

Важно для оценки состояния желчных протоков.
Исследование толстой кишки. Необходимо для обнаружения полипов, опухолей, инородных тел, воспалительных очагов.
Исследование брюшной полости

Необходимо для уточнения диагноза при жалобах на сильные боли в животе.
Исследование костей и суставов. С помощью его диагностируют переломы, подвывихи и вывихи, травмы связок, болезни суставов и костей и т.д.
Исследование зубов. С помощью его врач определяет размер и локацию зубов, абсцессы, переломы костей челюсти, неправильный прикус и т.д.
Исследование метросальпингографическое. Выявляет наличие спаечных процессов и анатомических изменений в матке и фаллопиевых трубах.
Исследование маммографическое. Важно для выявления опухолевых процессов в молочной железе.

Материалы для рентгеновских зеркал

Так как рентгеновское зеркало имеет многослойную структуру (до нескольких сотен слоев), то требует особых условий производства. Материалы для создания отражающих покрытий должны иметь сверхвысокую чистоту и осаждаются на основу зеркала напылением в вакууме. Для создания таких специальных слоев используются металлы и некоторые химические соединения. Диапазон длин волн, где будет работать зеркало и дополнительные условия и требования определяют применение тех или иных материалов для зеркала.

Наиболее употребительные материалы для производства отражающих поверхностей рентгеновских зеркал и их характеристики:

• W/Si
• W/B4C
• Cr/Sc
• W/Sc
• Ni/C
• Cr/C
• W/C
• Mo/B4C
• Mo/Si
• W/Si
• Sc/Si
• Co/C
• WC/Si
• Mo2B5/B4C
• WSi2/Si
• CrB2/C
• MoSi2/Si

По мере развития рентгеновской оптики спектр применяемых материалов значительно шире чем указанный выше (наиболее широкоупотребительные композиции), так например в длинноволновой части спектра мягкого рентгеновского излучения весьма эффективны композиции осмий-кремний и осмий-скандий-кремний, а в более жесткой части рентгеновского спектра весьма эффективен гафний и его композиции с другими элементами.
Очень важно отметить также то обстоятельство, что рентгеновские зеркала при малых размерах, устройства сложные и трудоемкие в производстве, откуда их стоимость чрезвычайно высока.

В России головной организацией по производству и разработке рентгеновских зеркал является ФИАН.

Зарождение миссии «Спектр-РГ»

«Спектр-РГ» зародился во времена Советского Союза. В 1987 году ведущие отечественные астрофизики предложили миссию с использованием жесткого рентгеновского излучения, но планы были отменены после распада СССР в 1991 году.

Российские и европейские космические агентства возродили эту идею в 2004 году, но предложение отправить рентгеновский телескоп на МКС ​​было отклонено, когда NASA свернуло свою программу космического шаттла. В 2009 году немецкое космическое агентство и позднее Роскосмос утвердили совместную миссию и её более амбициозный дизайн.

Первоначально запуск должен был состояться в 2013 году, но был перенесен на конец 2016 — начало 2017 годов, а затем и вовсе на 2018 год. Из-за задержек был произведен переход на ускоритель Proton-M Blok-DM-03. В конце 2017 года было сообщено, что запуск состоится весной 2019 года из-за проблем с радиооборудованием, необходимым для отправки научных данных обратно на Землю. Говорят, что проблемы возникли в результате санкций и были связаны с необходимостью замены электронных компонентов западного производства на отечественные.

Обсерватория в точке Лагранжа

Наш космический аппарат уже достиг целевой орбиты в точке либрации Лагранжа L2 — это очень интересная орбита, наши аппараты еще на нее не летали. Это точка, которая находится на линии, соединяющей Солнце и Землю, на расстоянии от нашей планеты примерно в 1,5 млн км. Для ориентации еще можно вспомнить о том, что Луна находится на расстоянии примерно 400 000 км.

Это точка неустойчивого равновесия в системе Солнце — Земля. Если прямо в эту точку поставить какой-нибудь объект, он с нее не сойдет, а будет находится там долго и будет вращаться вместе с Землей. Но точка неустойчивая, поэтому он будет норовить оттуда выпасть. Если немножко подправлять орбиту, можно находиться около этой точки с очень небольшими энергозатратами. Топлива, которое у нас есть, хватит, чтобы удерживать там космический аппарат многие годы — десятилетиями.

Если аппарат находится в этой точке, он все время может находиться в положении, когда солнечная батарея направлена на Солнце, а антенна — на Землю. Поэтому Солнце всегда светит с одной стороны, и это дает прекрасные условия для теплового баланса внутри аппарата. Тепловой баланс — это одна из важнейших задач, которые приходится решать людям, создающим спутники.Космическим телескопам нужна стабильность температуры, и температура должна быть определенная. Радиаторы нашего аппарата направлены от Солнца, и они рассеивают тепло в космическое пространство. Мы можем регулировать тепловой баланс и очень точно поддерживать температуру на наших фотоприемниках.

Это удивительно высокотехнологичная техника, и то, что эти телескопы есть, что они работают и передают данные, — это громадное достижение всей нашей науки и космической промышленности. Раньше была советская космическая программа. И там тоже были замечательные рентгеновские телескопы — они немножко по-другому были устроены. Я помню, например, обсерваторию «Гранат» — это исследования 1990-х годов, а сама она взлетела в самом конце 1980-х. С тех пор рентгеновских телескопов на орбиту мы не запускали. Был недавно на орбите — вы наверняка слышали — радиотелескоп «Радиоастрон», который получил замечательные научные результаты. Все решения этих задач очень сильно продвигают и технологию, и технику, и, в конце концов, всю науку.

На Земле такое оборудование поставить нельзя, так как рентгеновское излучение просто не видно с Земли, оно поглощается атмосферой. Иначе бы это производило действие на человека, а всем известно, что ионизирующее излучение очень опасно. Вообще, с Земли не так уж много видно, если сравнить со всем спектром. Поэтому телескоп лучше всего запускать в космос — это обычное дело.

Новое направление в рентгеновской оптике

В настоящее время начинает применяться совместно разработанная технология российскими и зарубежными учёными Рентгеновская оптика преломления и фокусировки рентгеновских лучей (жёстких) — преломляющие линзы, фокусирующие оптические элементы на базе киноформных преломляющих профилей и оптических элементов призм, полученных из кремния.

Линза из кремния для преломления Х-лучей

Преломляющие Х-излучения оптические элементы и на их базе оптические устройства (микроскопы, телескопы и др.) отличаются новыми свойствами и характеристиками, которые дают возможность получать более высокое разрешение в микроскопии, телескопии по сравнению с существующими рентгенооптическими системами. Применение, например, рентгеновских преломляющих составных линз (Рентгеновская оптика) является более перспективным направлением в исследованиях атомно-молекулярного и структурного анализа тонких плёнок, изучения скрытых слоёв, синтезированных периодических систем, например, фотонных кристаллов. Методы рентгеновской томографии базируются на применении преломляющих рентгеновские лучи линз и др. элементов рентгеновской оптики для передачи и получения рентгеновских изображений.

Радиотелескоп «Спектр-М» для поиска кротовых нор

«Спектр-М», он же «Миллиметрон» — последний планируемый аппарат серии, в создании которого участвуют Россия, Китай, Франция, Швеция, Нидерланды, Италия.

По проекту представляет собой радиотелескоп миллиметрового диапазона («Спектр-Р» — сантиметрового) с десятиметровой охлаждаемой антенной из композитных материалов, базирующейся на расстоянии 1,5 миллиона километров от нашей планеты.

Орбитальная часть будет дополняться наземными базами, однако в отличие от предшественника, будет работать и в независимом режиме.

С помощью наземных составляющих комплекс получит точность, которая с Земли могла бы разглядеть волос на Луне.

А с орбиты — заглянуть увидеть процессы на горизонте событий квазаров, буквально что «изнутри».

Основная задача комплекса — исследование физических процессов ранней Вселенной.

«Миллиметрон» создан искать искажения реликтового излучения и кротовые норы, тех самых мифических окон в другой участок пространства или даже другую Вселенную, которые могут являться центром квазара.

Что ещё важнее, терагерцовый диапазон «Миллиметрона» позволит увидеть спектральные следы сложных молекул, среди которых могут находится следы вероятной жизни.

Первоначальный проект предполагал вывод на орбиту в 2019 году. Сокращение финансирования привело к сдвигу сроков на 2029-2030 годы.

Лапароскопия

Хирурги на протяжении веков удаляли из животов людей самые разные вещи. И эти животы всегда были вскрыты. Это делало пациента очень восприимчивым к инфекциям, и для восстановления после операции требовалось длительное время.

Но в 1901-м году врач-гинеколог фон Отт из Петрограда представил лапароскопию — метод, при котором операция производится не через большое отверстие, а через одно или несколько маленьких отверстий или щелей. Хирург при этом смотрит прямо в живот или в грудь пациента с помощью устройства, которое с виду напоминает миниатюрный телескоп. Вместо того, чтобы использовать свои руки, хирурги используют щипцы, ножницы, зажимы и другие инструменты на очень длинных стержнях.

К сожалению, это также означает, что хирург, делающий подобные операции, должен порой принимать самые неожиданные позы, чтобы посмотреть туда, куда нужно. Один хирург однажды вспоминал, что ему пришлось лечь на бедро пациента для того, чтобы удалить его желчный пузырь. А через 2,5 часа такой операции врач был полностью измотан. Именно по этой причине лапароскопия имеет ограниченное применение.

Области применения[править | править код]

Макет телескопа XMM-Ньютона

В наиболее коротковолновой части диапазона 0,01-0,02 нм рентгеновские зеркала позволяют фокусировать излучение синхротронов или рентгеновских трубок на исследуемые объекты или формировать параллельные пучки. В частности, их применение увеличивает эффективность рентгеновских трубок в 30-100 раз, что делает возможным заменить синхротронное излучение в ряде биологических, структурных и материаловедческих исследований. Приблизительно в этом же диапазоне лежит излучение высокотемпературной плазмы (лазерной и ТОКАМАКов). Здесь зеркала нашли применение как дисперсионные элементы для спектральных исследований.

В диапазоне 0,6-6 нм лежит характеристическое излучение легких элементов (бора, фосфор). Здесь рентгеновские зеркала также используются для исследования спектров в приборах элементного анализа материалов.

Широкое применение роентгеновские зеркала находя в телескопах.
Рентгеновская многослойная оптика широко применяется для формирования фильтрации и управления поляризацией в синхротронных источниках. В области 10-60 нм лежат линии излучения солнечной плазмы. Объективы космических телескопов из рентгеновских зеркал и сейчас находятся на орбите и регулярно передают на Землю изображение Солнца на линиях Fe IX-Fe XI (17,5 нм) и Не II (30,4 нм).

Майор Бивор охотится за пулями

Через несколько месяцев после открытия рентгеновские лучи уже использовались на поле боя. Впервые их использовали во время абиссинской войны.

Когда Италия вторглась в Абиссинию в 1896-м году, подполковник Джузеппе Альваро использовал рентгеновский аппарат для того, чтобы искать пули в предплечьях итальянских солдат. А через год рентгеновские лучи вновь были использованы на поле боя, но на этот раз во время греко-турецкой войны. Несмотря на многочисленные успехи, военные не спешили признавать эффективность использования рентгена при лечении раненых.

В июне 1897-го года разразилась война между Афганистаном и Индией. Британия послала своих солдат на плато Тирах для того, чтобы освободить горные перевалы. Майор Уолтер Бивор приобрёл рентгеновское оборудование и установил его в полевом госпитале на Тирахе. Он сделал более 200 снимков, в том числе и снимок локтя индийского солдата с пулей, застрявшей там. Также Бивор смог обнаружить пулю, попавшую в ногу генерала Вудхауса. На следующий год Бивор выступил с докладом перед научным сообществом, и с того момента Британия стала постоянно использовать на поле боя рентгеновские аппараты. Другие страны постепенно начали следовать примеру англичан.

Мария Кюри

Одним из достоинств аппаратов была их портативность. Во время Первой мировой войны Мария Кюри и её дочь Ирен привезли на фронт 20 рентгеновских аппаратов в багажнике микроавтобуса. Сегодня мобильные аппараты используются при лечении пациентов, которые слишком больны чтобы самостоятельно прийти в радиологическое отделение больницы.

Гиперфонография

Одним из недостатков рентгеновской технологии является то, что она позволяет увидеть только образы плотных анатомических структур, таких, как кости или инородные тела (например, пули). Другим недостатком является то, что излучение опасно, и оно вполне может убить ребёнка в утробе матери. Так что медицинскому миру был необходим безопасный способ отображения менее плотных структур тела. Решение пришло после крушения «Титаника» в 1912-м году.

Реджинальд Фессенден

Чтобы лучше обнаруживать айсберги, Реджинальд Фессенден запатентовал устройство, испускающее направленные звуковые волны и фиксирующее их эхо, отражённое от различных удалённых объектов. Его сонар был способен обнаруживать айсберги на расстоянии в двух километров.

В то же самое время разразилась Первая мировая война, и немецкие подводные лодки начали угрожать транспортным судам союзников. Физик Поль Ланжевен разработал гидрофон, который также использовал звуковые волны для обнаружения немецких субмарин. 23 апреля 1916-го года была потоплена немецкая лодка US-3. Это была первая лодка, обнаруженная с помощью гидрофона. После войны технология гидрофона использовалась для обнаружения дефектов в металлах.

Карл Дуссик

В конце 1930-х годов немецкий невропатолог и психиатр Карл Дуссик считал, что с помощью звука можно заглянуть в мозг и посмотреть на другие части тела, которые не видны в рентгеновских лучах. Дуссик первым начал использовать звук в целях диагностики. Большую часть своей работы он проделал в Австрии. Позднее он расширил и дополнил свои исследования, и тогда мир впервые услышал слово «гиперфонография».

А через десять лет врач-акушер из Шотландии по имени Ян Дональд позаимствовал промышленный ультразвуковой аппарат и использовал его для изучения различных опухолей. Вскоре Дональд начал успешно использовать эту машину для обнаружения злокачественных опухолей и для контроля состояния плода в утробе матери.

История рентгеновских зеркал

Многослойные покрытия подбирают для балансировки ориентационных эффектов в малоугловом отражении рентгеновских лучей. Согласно приближениям Кирхгофа в области рассеяния электромагнитных волн, где ионы отражаются от отдельной касательной поскости в точке их соприкосновения, принято называть зеркальным отражением. При этом главным фактором преломления рентгеновских лучей (РЛ) является дифракция РЛ при взаимодействии с кристаллами и именно благодаря этому впервые учёные зафиксировали волновой харктер рентгеновского излучения. В 1912 году М. Лауэ, В.Фридрихом и П.Книппингом было экспериментально доказано и получена зависимость:

2d sin q = nl, где:

• d — межплоскостное расстояние в кристалле;
• q — угол скольжения;
• n — порядок отражения;
• l — длина волны.

При прохождении РЛ чрез кристаллическую решётку обнаруживается интерференционный характер после прохождения РЛ и экспериментально получены зависимости между межплостным расстоянием кристалла, углом скольжения и длиной проходящей эдектромагнитной волны. Получены значения длин волн. Рентгеновсие лучи (мягкие,жёсткие) по своему размеру близки к межплоскостным расстояниям в кристаллах.(порядок 10-4 до 102Å и гамма-излучения в диапазоне — от 10-14 до 10-8м))и т.д. Слои покрытий по толщине находятся в пределах межплоскостных расстояний кристаллов и их применяют для получения нужных параметров преломления (каждый слой имеет свою кристаллическую решётку), похожих на многолинзовые объективы для лучей видимого спектра света. Откуда влияние шереховатости поверхностей и многослойности покрытий являются определяющим фактором.

Оценка стоимости и финансирование проекта

Примерная стоимость проекта «Спектр-РГ» на 2013 год достигла около 5 миллиардов рублей. В конце 2017 года стоимость только создания телескопа eROSITA оценивалась в €100 млн. 3 февраля 2017 года научный руководитель проекта eROSITA Петер Прёдель сообщил СМИ, что стоимость создания немецкого телескопа составила €90 млн; он не застрахован, чтобы создать такой же новый телескоп потребуется десять лет.

Стоимость миссии возрастает и в связи с особенностью жизненного цикла разгонных блоков серии ДМ. Гарантийный срок хранения разгонного блока ДМ-03 истёк 23 ноября 2018 года, поэтому ему потребовалась повторная сертификация перед запуском в 2019 году. К сентябрю 2017 года РКК «Энергия» не имела разрешения Министерства обороны РФ на модифицирование ДМ-03 для «Спектра-РГ»; кроме того, был не решён вопрос с финансированием операций по продлению гарантийного срока разгонного блока. РКК «Энергия» запросила у Роскосмоса 73,8 млн рублей на проверку и обновление разгонного блока и дополнительно запросила 35,2 млн рублей для покрытия издержек, связанных с содержанием двух РБ ДМ-03 в период 2013—2016 годов.

В опубликованном в конце февраля 2018 года на сайте госзакупок плане Роскосмоса на 2018—2020 годы описаны следующие затраты по «Спектру-РГ»:

• транспортировка разгонного блока «ДМ» — 3,816 млн рублей;
• транспортировка ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком и головным обтекателем — 25,546 млн рублей.

В опубликованном в конце октября 2018 года на сайте госзакупок плане Роскосмоса на 2018—2020 годы описаны следующие затраты по «Спектру-РГ»:

• проведение регламентных работ на разгонном блоке «ДМ» для запуска космического аппарата «Спектр-РГ» — 43,507 млн рублей;
• подготовка и пуск ракеты-носителя «Протон-М» и разгонного блока «ДМ» с космическим аппаратом «Спектр-РГ». Проведение послепусковых работ — 1,354 млрд рублей.

Страхование рисков

Победителями аукциона на право страхования рисков при запуске ракеты-носителя «Протон-М», разгонного блока «ДМ-03», сборочно-защитного блока и обсерватории «Спектр-РГ» признаны компании «СОГАЗ» и «АльфаСтрахование» с премией в 751,7 млн рублей. Ответственность по договору составляет 5,8 млрд рублей. При этом претендентов на второй лот — страхования лётных испытаний обсерватории «Спектр-РГ» с максимальной премией 115,6 млн рублей — не было ни одного. Конкурс признан несостоявшимся.

Дорогие друзья! Желаете всегда быть в курсе последних событий во Вселенной? Подпишитесь на рассылку оповещений о новых статьях, нажав на кнопку с колокольчиком в правом нижнем углу экрана ➤ ➤ ➤

Немного истории

Рентгеновское излучение открыл в 1895 году выдающийся немецкий физик Вильгельм Кондрад Рентген, который впоследствии стал первым лауреатом Нобелевской премии по физике.

Именно он получил первый рентгеновский снимок – это была рука его жены с обручальным кольцом. В честь ученого и был назван новый тип излучения.

Прототип рентгеновской трубки, которая сейчас используется во всех современных рентгеновских аппаратах, изобрел американский физик Уильям Кулидж.

Как это устроено: УЗИ

УЗИ используют для обследования сердца, сосудов, пищеварительной системы и органов малого таза.

Космический радиотелескоп «Спектр-Р» и проект «Радиоастрон»

Космический радиотелескоп «Спектр-Р» вместе с наземными телескопами по всему миру образовал проект «Радиоастрон».

Космическая часть представляла собой аппарат массой 3295 кг, построенный на платформе «Навигатор» НПО Лавочкина (на которой также основаны метеорологические спутники серии «Электро-Л»), с десятиметровой антенной, состоящей из 27 лепестков.

Аппарат вывели на высокоэллиптическую орбиту: большую часть времени он проводил в 350 тысячах километров от Земли, изредка опускаясь до 500 километров.

Для «Радиоастрона» висящий на орбите «Спектр-Р» дополняли данными с

• наземной радиоинтерферометрической сети «Квазар» из трех телескопов РТ-32 «Светлое», РТ-32 «Зеленчукская», РТ-32 «Бадары»,
• радиотелескопа РТ-70 «Евпатория»,
• радиообсерватория Аресибо, Пуэрто-Рико,
• 43-метрового радиотелескопа в Грин-Бэнк штата Западная Виргиния, США,
• 100-метрового радиотелескопа в Эффельсберге, Германия.

И это только основные участники эксперимента: всего свой вклад внесли 58 радиотелескопов.

Совместная работа космической и наземной части позволила сформировать единую антенну размером в 350 тысяч километров с разрешением 8 микросекунд дуги (8 миллионных долей угловой секунды).

Невероятная точность, с которой не сравнится ни один существующий сегодня прибор.

«Спектр-Р» успешно проработал дольше гарантийных сроков и вышел из строя только в начале 2019 года — аппарат передавал сведения о своем состоянии, но не слушался команд с Земли.

После нескольких месяцев безуспешных попыток восстановить управление миссию признали окончательно завершенной 30 мая 2019 года.

Эффект зеркала. Вывод:

Весь мир — отражение

Поэтому, когда в очередной раз что-то «задевает» или «цепляет» в другом человеке, важно вспомнить, что это не он такой, это просто работает эффект зеркала или закон отражения

Посмотреть внимательно вглубь себя, проанализировать (проще всего и эффективнее это сделать с помощью писанки) и исправить в себе, в своих мыслях, чувствах, поведении. Тогда даже самая сложная ситуация разрешится наиболее благоприятным способом, и любой конфликт с самым неприятным человеком перестанет “цеплять” и волновать.

Внешнее отражает внутреннее, и только от самого человека зависит, что будет отражать ему мир: слабости и комплексы или таланты и мечты. Что внутри, то и снаружи.