Новости науки

28 сентября 2020 с космодрома Плесецк был выведен на орбиту первый наноспутник с научной аппаратурой, созданной в ФИАН. Помимо вывода трёх аппаратов связи в космос доставлены два наноспутника ?Ярило?, созданные в МГТУ им Баумана. Для одного из них в Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца ФИАН (зав. лабораторией ? С.В. Кузин, ключевые разработчики ? С.Ю. Дятков, А.А. Перцов, научное сопровождение проекта ? А.С. Кириченко, С.А. Богачёв) разработана основная полезная нагрузка ? фотонный детектор для регистрации рентгеновского излучения Солнца.

Первый наноспутник с научной аппаратурой, созданной в ФИАН, был выведен на орбиту вчера, 28 сентября 2020 года на ракете ?Союз-2? с космодрома Плесецк. Основной целью запуска был вывод в космос трёх аппаратов связи ?Гонец-М?, но в качестве попутной нагрузки на ракете были размещены и доставлены в космос девять малых аппаратов, в том числе два наноспутника ?Ярило?, созданные в МГТУ им Баумана, для одного из которых в ФИАН разработана основная полезная нагрузка ? фотонный детектор для регистрации рентгеновского излучения Солнца. Прибор сделан в Лаборатории рентгеновской астрономии Солнца ФИАН (зав. лабораторией ? С.В. Кузин, ключевые разработчики ? С.Ю. Дятков, А.А. Перцов, научное сопровождение проекта ? А.С. Кириченко, С.А. Богачёв).

С.В. Кузин: ?Наше партнёрство с МГТУ началось около 2 лет назад. В Университете работали над космической платформой размером 1.5U (это примерно 10?10?15 см), основной задачей которой была отработка технологии раскрытия своеобразного ленточного солнечного паруса. Такие ленты в развёрнутом состоянии влияют на движение аппарата и теоретически их можно использовать для маневрирования, например, для построения группировки малых спутников. Нам показалось, что возможности платформы позволяют поставить на ней не только такой технический, но и полноценный астрофизический эксперимент. После обсуждения разных возможностей, в качестве нагрузки был выбран фотонный детектор, аналоги которых в нашей стране ни разу на аппаратах такого класса не выводились.?

Рисунок 1. Внешний облик наноспутников ?Ярило?

А.С. Кириченко: ?Солнце является источником не только оптического, но и рентгеновского излучения, которое формируется во время активных процессов. В частности, оно растёт во время вспышек и снова снижается в спокойные периоды. В настоящее время по измерениям потока этого излучения составляются каталоги вспышек. Основным источником таких данных является группировка GOES (США) ? крупные аппараты весом несколько тонн. Безусловно, задача вписать аналог такой аппаратуры с размеры 5?5?10 см (именно такой объём был выделен нам платформой) является нетривиальной. Мы работали над подобным прибором для метеорологического спутника ?Электро-Л? ? 3. Он был запущен в декабре 2019 года и сейчас успешно работает для Росгидромета. Но там всё-таки не такие жёсткие ограничения. Было очень интересно, можно ли повторить этот эксперимент в таких непростых условиях.?

Рисунок 2. Внешний облик малоразмерного рентгеновского фотометра
для наноспутника ?Ярило? (разработка и изготовление ? ФИАН;
лабораторная модель)

С.Ю. Дятков, А.А. Перцов: ?Основным элементом прибора является SDD (Silicon Drift Detectors) детектор типа ?Vitus Ketek?. Данные детекторы позволяют определять время регистрации и энергию падающих фотонов с высокой точностью (энергетическое разрешение не превышает 130 эВ). Скорость считывания данных может составлять до 10⁵ ? 10⁶ отсчетов в секунду с динамическим диапазоном порядка ~ 10⁴. Однако передать полностью такой объём информацию на Землю невозможно в силу значительных ограничений на телеметрию. По этой причине, созданная нами плата детектора помимо задачи считывания данных несёт и дополнительную нагрузку - упаковка информации в несколько спектральных каналов. Кроме того, часть информации, которая не передается сразу, сохраняется в бортовой памяти и может быть передана по запросу.?

С.А. Богачёв ?Использование таких чувствительных детекторов особенно оправданно в условиях минимума солнечной активности, когда преимущественно наблюдаются события малой мощности. Именно такая ситуация (минимум между 24 и 25 циклами солнечной активности) наблюдается в данный момент на нашей звезде. Помимо возможной научной значимости, эксперимент важен и для демонстрации принципиальной возможности, что столь значимая информация (а по сути это главный современный способ мониторинга вспышек) может быть получена на аппаратах нанокласса, гораздо более дешёвых и быстрых в изготовлении. Мы рассчитываем, что успех проекта может стать залогом для пересмотра неких приоритетов и привлечения дополнительного финансирования именно в такие решения. ФИАН, помимо прочего, имеет сейчас долгосрочную программу сотрудничества с Самарским университетом ? там создана совместная лаборатория ??Перспектиные фундаментальные и прикладные космические исследования на базе наноспутников? под совместным руководством меня и доктора наук,  профессора Университета ? Игоря Витальевича Белоконова. Получено целевое финансирование от Министерства науки на 4 года. Также данная тематика вошла в новую программу академического лидерства, партнёрами по которой являются в том числе Самарский университет и ФИАН. Запуск первого наноспутника с нашей аппаратурой ? хороший задел для этих работ. В перспективе мы надеемся, что сможем использовать данные с аппаратов этого класса в том числе для прогноза космической погоды, который в настоящее время ФИАН уже успешно формирует, но по данным зарубежных станций, на сайте  http://tesis.lebedev.ru/ . По состоянию на настоящий момент с ?Ярило? приняты первые сигналы. Мы надеемся в течение месяца начать получать целевую научную информацию.?

Рисунок 3. Аналог информации, ожидаемой с аппарата ?Ярило?.
Данные с сайта ФИАН http://tesis.lebedev.ru/, получаемые сейчас
с зарубежных аппаратов GOES (США).