Spektr-RG

Spektr-RG doit dresser un catalogue particulièrement exhaustif des sources de rayonnement X. Les concepteurs de eRosita, l'instrument principal du télescope spatial, prévoient de recenser de cinquante mille à cent mille amas de galaxies permettant de dresser une carte des structures à grande échelle de l'univers et d'étudier ainsi l'évolution de la structure du cosmos. Cet instrument doit également permettre de répertorier les trous noirs des galaxies voisines masqués par la poussière (plus de trois millions) ainsi que les galaxies actives éloignées. Enfin le télescope eRosita est utilisé pour étudier en détail la physique des populations galactiques sources de rayonnement X, telles que les étoiles situées en amont de la séquence principale, les rémanents de supernova et les binaires X[3].

Spektr-RG utilise une plate-forme Navigator du constructeur russe Lavotchkine basé à Khimki. Cette plate-forme est stabilisée sur 3 axes. La masse du satellite est évaluée à 2 650 kg, dont 1 160 kg pour la masse des instruments et 600 kg d'hydrazine ainsi que l'hélium utilisé pour la mise sous pression de cet ergol. L'énergie est fournie par des panneaux solaires qui produisent plus de 1 500 W. La précision de pointage est de 2′ et la vitesse de rotation du satellite est de 0,25°/s. La plate-forme a une durée de vie minimale de cinq ans mais la mission a une durée totale de 7,5 ans. Les communications s'effectuent avec un débit de 2 Mb/s[4].

Spektr-RG emporte deux télescopes observant les rayons X mous : eROSITA (extended ROentgen Survey with an Imaging Telescope Array) et ART-XC[4] :

• eROSITA est l'instrument principal de Spektr-RG. Il s'agit d'un télescope de type Wolter I observant le rayonnement X dont l'énergie est comprise entre 0,5 à 10 keV. Il est construit par la division physique extraterrestre de l'Institut Max-Planck de physique extraterrestre, Allemagne. Le télescope est constitué par sept miroirs distincts formés chacun de 54 coques concentriques réalisées en nickel avec un revêtement en or. La longueur focale est de 1,6 m et le diamètre de la coque externe est de 358 mm. Le champ de vue est de 1° et la surface utile du télescope est de 2 500 cm² pour une énergie incidente de 1 keV. La résolution spatiale est de 15″ et la résolution spectrale est de 138 eV pour un rayonnement incident de 6 keV. Les détecteurs sont des dispositifs à transfert de charges de 450 µm qui captent 90 % des photons dont l'énergie est comprise entre 0,3 et 10 keV et permettent de réaliser une image toutes les 50 ms. Le dispositif à transfert de charges comprend 384 × 384 pixels de 75 µm de côté. L'ensemble, qui pèse 810 kg a un diamètre de 1,3 m et une longueur de 2,6 m. Il consomme 550 W. Il est conçu pour fonctionner au moins sept ans[5].
• ART-XC est un télescope de type Wolter I observant le rayonnement 5 à 30 keV. Sa construction est supervisée par l'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie (IKI RAN), à Moscou qui fournit les détecteurs. Le centre de vol spatial Marshall de la NASA fournit la partie optique. Le télescope est constitué par sept miroirs distincts formés chacun de vingt-huit coques concentriques réalisées en nickel dont le diamètre est compris entre 50 et 150 mm. Le champ de vue est de 34′ et la surface utile du télescope est de 455 cm² pour une énergie incidente de 8 keV. Les détecteurs sont réalisés avec des diodes Schottky utilisant des cristaux de tellurure de cadmium. La résolution spatiale est de 1′ et la résolution spectrale est de 1,4 keV pour un rayonnement incident de 14 keV. L'instrument a une masse de 350 kg et consomme 300 W[4].

Le télescope spatial Spektr-RG est placé en orbite le 13 juillet 2019 par un lanceur Proton-M / Bloc DM-03 depuis le cosmodrome de Baïkonour[6]. Le télescope se place trois mois après son lancement sur une orbite héliocentrique autour du point de Lagrange L₂ situé à 1,5 million de kilomètres de la Terre à l'opposé du Soleil par rapport à notre planète. Durant ce temps, les instruments sont vérifiés et étalonnés. Durant la mission primaire, d'une durée de quatre ans, le télescope observe à huit reprises l'ensemble du ciel. Chaque jour, le télescope effectue six rotations et observe un degré du ciel. Une fois cette phase achevée, le télescope passe trois ans à observer une sélection d'amas de galaxies et de galaxies actives remarquables[4].