Создание подробной «карты» Вселенной в рентгеновских лучах с крупными скоплениями галактик и ядрами активных галактик для ответа на важнейшие вопросы космологии: какова история влияния темной энергии и темной материи на формирование крупномасштабной структуры Вселенной, какова космологическая эволюция сверхмассивных черных дыр.

Ожидается, что за время работы обсерватории будет обнаружено около ста тысяч массивных скоплений галактик (фактически всех подобных объектов в наблюдаемой части Вселенной), около трех миллионов сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик, сотни тысяч звезд с активными коронами и аккрецирующих белых карликов, десятки тысяч звездообразующих галактик и многих других объектов, в том числе неизвестной природы, а также детальное исследованы свойства горячей межзвездной и межгалактической плазмы.

Обсерватория «Спектр-РГ» включает два уникальных рентгеновских зеркальных телескопа: ART-XC им. М. Н. Павлинского и eROSITA, работающих по принципу рентгеновской оптики косого падения. Рентгеновские фотоны обладают большой энергией. Чтобы отразиться от зеркальной поверхности, они должны попасть на нее под очень малым углом. Поэтому рентгеновские зеркала делают вытянутыми, а чтобы увеличить число зарегистрированных фотонов, их вкладывают друг в друга, получая, таким образом, зеркальную систему из нескольких оболочек. Инструменты установлены на платформе «Навигатор» разработки АО «НПО Лавочкина». Общая масса аппарата составит ~2200 кг.

Научные инструменты

• Рентгеновский телескоп eROSITA с оптикой косого падения. Телескоп состоит из 7 зеркальных модулей по 54 рентгеновских зеркала в каждом. Энергетический диапазон 0,3–11 кэВ. Головная организация: Институт внеземной физики Общества им. Макса Планка (Max-Planck-Institut fuer Extraterrestrische Physik, MPE), Германия
• Рентгеновский телескоп ART-XC им. М. Н. Павлинского с оптикой косого падения. Телескоп состоит из 7 зеркальных систем, каждая из которых содержит 28 зеркальных оболочек. Энергетический диапазон 5–30 кэВ. Головная организация: Институт космических исследований РАН в кооперации с Российским федеральным ядерным центром — Всероссийским научно-исследовательским институтом экспериментальной физики (г. Саров) и Центром космических полётов им. Маршалла (Marshall Space Flight Center) NASA, США.
  С сентября 2020 г. телескоп ART-XC носит имя М.Н. Павлинского в честь создателя и первого научного руководителя Михаила Николаевича Павлинского (1959–2020), заместителя директора ИКИ РАН, руководителя отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН

«Спектр-РГ» двигается по так называемой гало-орбите вокруг внешней точки Лагранжа (L₂) системы «Солнце–Земля» на расстоянии 1,5 миллиона км от Земли с периодом около 6 месяцев. Вращаясь вокруг оси, которая примерно соответствует направлению на Солнце, обсерватория сможет провести полный обзор небесной сферы за полгода, при этом Солнце не будет попадать в поля зрения. За 4 года ученые смогут получить данные 8 обзоров всего неба.

По соглашению, заключенному между Федеральным космическим агентством (Роскосмос) и Германским центром авиации и космонавтики (DLR), данные обзора телескопа eROSITA обсерватории СРГ по одной половине неба принадлежат ученым в Германии, а по другой — ученым в России. В качестве границы выбран нулевой меридиан в галактических координатах. Все данные телескопа ART-XC им. М. Н. Павлинского принадлежат ученым в России.

Рабочая орбита обсерватории «Спектр-РГ» (с) Роскосмос/DLR/СРГ

Программа работы

Первоначально предполагался следующий график:

• ~3 месяца после запуска — перелет в окрестность L₂, юстировка, калибровка и тестирование телескопов, пробные астрофизические наблюдения ✓
• 4 года — проведение обзора всего неба в диапазоне 0,3–11 кэВ. Всего предполагалось провести восемь полных сканов небесной сферы.
• 2,5 года — наблюдения в режиме трехосной стабилизации выбранных источников и участков небесной сферы, в том числе в более жестком энергетическом диапазоне до 30 кэВ

Но в конце февраля 2022 г. после проведения четырех полных и во время пятого скана неба он был приостановлен.

С 26 февраля 2022 г. по просьбе германской стороны телескоп СРГ/eROSITA переведён в «спящий» режим.

По решению российских ученых обзор был приостановлен. Российский телескоп ART-XC им. М.Н. Павлинского продолжил работу в рамках новой программы научных наблюдений. Одной их основных её задач стал глубокий обзор нашей Галактики — Млечного пути. Помимо этого проводились наблюдения наиболее интересных областей неба и источников, в том числе, впервые обнаруженных.

Обзор Галактики был завершен осенью 2023 г., после чего ART-XC вернулся к решению основной задачи проекта и возобновил программу обзора всего неба. Пятый полный осмотр небесной сферы был проведен с 19 октября 2023 по 24 апреля 2024 г.

Монитор радиационной обстановки окрестности точки L₂

Телескоп СРГ/ART-XC им. М. Н. Павлинского обладает уникальными чувствительными детекторами для регистрации рентгеновского излучения, и заряженные частицы являются для него вредным фоном. Поэтому разработчики телескопа приложили много усилий для регистрации и последующей «выбраковки» таких событий, связанных с попаданием в детекторы заряженных частиц.

После того, как 28 октября 2021 года детекторы телескопа ART-XC зарегистрировали четырехкратный рост фона, вызванный серией солнечных вспышек, было принято решение создать монитор радиационной обстановки в точке Лагранжа L₂ для регистрации мощных солнечных вспышек, которые стали происходить с наступлением солнечного максимума.

Монитор радиационной обстановки в окрестности точки Лагранжа L₂ расположен на общедоступном веб-сайте https://monitor.srg.cosmos.ru.

Монитор СРГ/ART-XC предоставляет данные радиационной обстановки в виде кривой блеска (т.е. скорости счета) детекторов телескопа в энергетическом диапазоне 60–120 кэВ. Данный диапазон отображает только радиационную обстановку и не подлежит влиянию астрофизических источников. Информация обновляется с задержкой в 1 сутки.