Ученые создали прибор для наблюдения за полярными сияниями из космоса
Ученые МИФИ разработали компактный детектор, который сможет измерять энергию электронов, вызывающих полярные сияния. Прибор планируют установить на малый спутник формата CubeSat.
Источник: Новость науки
МОСКВА, 15 октября /Новости науки/. Специалисты Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» создали прототип прибора для регистрации энергичных электронов, которые попадают в атмосферу Земли из радиационного пояса и вызывают полярные сияния. Аппаратуру планируют использовать на малом спутнике. Об этом сообщается в пресс-релизе НИЯУ МИФИ.
Прибор разработала команда Лаборатории геокосмических исследований НИЯУ МИФИ, в которую вошли сотрудники университета, студенты и школьники. Детектор должен работать в составе космической платформы CubeSat 3U компании «Геоскан».
Энергичные электроны могут покидать радиационные пояса Земли и попадать в верхние слои атмосферы. Их взаимодействие с атмосферой связано, в частности, с возникновением полярных сияний. Наблюдения за такими частицами помогают изучать изменения околоземного пространства, состояние радиационных поясов и космическую погоду.
Поскольку прибор предназначен для небольшого спутника, разработчикам необходимо было существенно ограничить его размеры и энергопотребление. При этом детектор должен не просто регистрировать электроны, но и определять их энергию.
Основой прибора стал кристалл иодида цезия, который при попадании заряженной частицы или гамма-кванта испускает короткую вспышку света. Чем больше энергии передает частица, тем интенсивнее эта вспышка, поэтому по ней можно определить энергию зарегистрированного излучения.
Свет улавливают кремниевые фотодетекторы, превращающие его в электрический сигнал. Исследователи испытали несколько вариантов их расположения, чтобы собрать как можно больше света при минимальном числе элементов. Это особенно важно для малого спутника, где ограничены доступное пространство и запас энергии.
Для детектора также разработали собственную электронную плату. Она стабилизирует питание фотодетекторов при изменениях температуры на орбите, усиливает слабые сигналы и уменьшает влияние электронных шумов.
Обработкой данных занимается программируемая микросхема. Она оцифровывает поступающие сигналы и сразу определяет, какие из них следует сохранить. Такой отбор необходим, поскольку возможности памяти спутника и передачи данных на Землю ограничены.
Прибор разработала команда Лаборатории геокосмических исследований НИЯУ МИФИ, в которую вошли сотрудники университета, студенты и школьники. Детектор должен работать в составе космической платформы CubeSat 3U компании «Геоскан».
Энергичные электроны могут покидать радиационные пояса Земли и попадать в верхние слои атмосферы. Их взаимодействие с атмосферой связано, в частности, с возникновением полярных сияний. Наблюдения за такими частицами помогают изучать изменения околоземного пространства, состояние радиационных поясов и космическую погоду.
Поскольку прибор предназначен для небольшого спутника, разработчикам необходимо было существенно ограничить его размеры и энергопотребление. При этом детектор должен не просто регистрировать электроны, но и определять их энергию.
Основой прибора стал кристалл иодида цезия, который при попадании заряженной частицы или гамма-кванта испускает короткую вспышку света. Чем больше энергии передает частица, тем интенсивнее эта вспышка, поэтому по ней можно определить энергию зарегистрированного излучения.
Свет улавливают кремниевые фотодетекторы, превращающие его в электрический сигнал. Исследователи испытали несколько вариантов их расположения, чтобы собрать как можно больше света при минимальном числе элементов. Это особенно важно для малого спутника, где ограничены доступное пространство и запас энергии.
Для детектора также разработали собственную электронную плату. Она стабилизирует питание фотодетекторов при изменениях температуры на орбите, усиливает слабые сигналы и уменьшает влияние электронных шумов.
Обработкой данных занимается программируемая микросхема. Она оцифровывает поступающие сигналы и сразу определяет, какие из них следует сохранить. Такой отбор необходим, поскольку возможности памяти спутника и передачи данных на Землю ограничены.
