В Национальном исследовательском ядерном университете МИФИ разработали прототип прибора для изучения частиц, вызывающих полярные сияния. Детектор сможет регистрировать энергичные электроны, которые попадают из внешнего радиационного пояса Земли в атмосферу. Устройство планируют установить на малом спутнике формата CubeSat 3U компании «Геоскан».
Прибор поможет исследовать процессы в околоземном пространстве, отслеживать изменения радиационных поясов и собирать данные для изучения космической погоды. Наблюдения за потоками заряженных частиц важны для понимания того, как меняется радиационная обстановка вокруг Земли.
В основе детектора лежит кристалл иодида цезия, активированного таллием. Когда заряженная частица или гамма-квант попадает в кристалл, тот испускает короткую вспышку света. Ее интенсивность зависит от энергии частицы и позволяет оценить, сколько энергии она передала веществу.
Свет улавливают кремниевые фотоумножители, преобразующие его в электрический сигнал. Специальная электроника усиливает сигнал и помогает определить энергию зарегистрированной частицы. Программируемая логическая интегральная схема обрабатывает импульсы и отбирает события, которые нужно сохранить для дальнейшего анализа.
Разработчикам пришлось учитывать ограничения малого спутника: детектор должен занимать мало места и потреблять минимум энергии. Команда исследовала разные варианты размещения фотоумножителей, чтобы собрать как можно больше света и при этом не усложнять электронику.
Для прибора также разработали собственную аналоговую плату, которая стабилизирует питание фотоумножителей и снижает уровень шумов. Это особенно важно на орбите, где изменения температуры могут влиять на точность измерений.
Прототип уже прошел первые калибровочные испытания. По данным МИФИ, их результаты показали, что устройство способно не только фиксировать наличие электронов, но и определять их энергию. Это позволит использовать полученные данные для решения научных задач после установки детектора на спутник. Срок запуска спутника с новым прибором в сообщении университета не указан.
Читайте также:
МГУ разрабатывает орбитальный телескоп для поиска атмосфер экзопланет
Спутники «Геоскана» научились снимать космические объекты с расстояния 60 км
Астрофотограф собрал 110 объектов космоса в одну мозаику за 352 часа съемки