В России в МИФИ успешно разработан прототип прибора для исследования полярных сияний, который будет запущен на кубсате

В последнее время лаборатория геокосмических исследований Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (National Research Nuclear University MEPhI, сокращённо MEPhI) объявила об успешной разработке прототипа прибора для регистрации высокоэнергетических электронов во внешнем радиационном поясе Земли. Данное устройство является ключевой научной полезной нагрузкой для изучения причин возникновения полярных сияний и в будущем будет запущено на орбиту в составе платформы CubeSat 3U компании Geoscan LLC (кубсат).

В части технической архитектуры и ключевых параметров этот детектор специально разработан для малых космических аппаратов и преодолевает жёсткие ограничения по габаритам и энергопотреблению. Его ключевой компонент использует сцинтилляционный кристалл йодида цезия, легированного таллием (CsI(Tl)), способный эффективно преобразовывать энергию ионизирующего излучения в видимый свет. С учётом особенностей бокового отражения и распространения фотонов в кристалле йодида цезия проектная команда протестировала различные варианты компоновки кремниевых фотоумножителей (Silicon Photomultiplier, SiPM), достигнув баланса между эффективностью сбора света, однородностью и сложностью электронных компонентов. Кроме того, команда самостоятельно разработала специализированную плату аналогового сбора данных, обеспечивающую стабильность напряжения питания при экстремальных колебаниях температуры на орбите, а также использовала программируемую вентильную матрицу (FPGA) в качестве вычислительного ядра для эффективной оцифровки и фильтрации в реальном времени сигналов наносекундной длительности, что позволяет оптимизировать ограниченные ресурсы хранения и пропускную способность канала передачи данных кубсата.

Как известно, собранный прототип детектора уже успешно вступил в этап калибровочных испытаний. Предварительные результаты испытаний показывают, что данное устройство способно не только точно регистрировать наличие высокоэнергетических электронов, но и корректно определять их энергию. Этот проект был выполнен совместными усилиями преподавателей, студентов, а также школьников и учащихся средних учебных заведений лаборатории геокосмических исследований MEPhI, которые с нуля спроектировали и усовершенствовали ключевую электронную плату.

Как сообщается, данный проект является важной частью российской научно-образовательной программы «Space-Pi», организованной Фондом содействия малым инновационным предприятиям (FASIE) и получившей активную поддержку федеральной программы «Космические кадры». Отраслевые эксперты отмечают, что с успешной реализацией этого прибора будут не только предоставлены ключевые данные для мониторинга космической погоды в околоземном пространстве и исследования динамики радиационных поясов, но и открыт инновационный практический путь для подготовки нового поколения специалистов в области космических технологий.