ИСТИНА

Целью научно-образовательного проекта «Монитор» стала постановка космического эксперимента по мониторингу радиации на двух малых спутниках типа кубсат с целью проведения научных исследований в области космической погоды, а также вовлечения школьников в космические исследования путём их участия в приёме, обработке и анализе данных измерений. В ходе реализации проекта должны быть разработаны два взаимно дополняющих прибора — детектор космической радиации «ДеКоР-2», обеспечивающий мониторинг потоков электронов и гамма-квантов в диапазоне энергий 0,05–2,0 МэВ и комбинированный детектор космических излучений КОДИЗ, осуществляющий мониторинг потоков протонов и ядер с Z > 1 с энергиями более 30–50 МэВ/нуклон. Предполагается установить эти приборы на двух космических аппаратах типа кубсат 3U — каждый на своём спутнике. Будучи установленными на КА, выводимых в ходе одного попутного запуска, они обеспечат мониторные измерения различных компонентов космической радиации на близких орбитах. Прибор ДеКоР-2 является обновлённой версией прибора ДеКоР, успешно работающего на малых спутниках АмурСат, ВДНХ-80, Декарт и др. Он имеет эффективную площадь, увеличенную до 65 см2, что позволит изучать не только захваченные и высыпающиеся электроны, но и космические гамма-всплески различной природы. Составной сцинтилляционный детектор из 3 мм пластического сцинтиллятора и 9 мм CsI(Tl), просматриваемых сборкой кремниевых фотоумножителей (SiPM), позволяет раздельно регистрировать гамма-излучение и электроны, что очень важно для идентификации типов возрастаний при проведении эксперимента на полярной орбите. Большая площадь детектора способствует не только улучшению чувствительности прибора, но и повышению его временного разрешения, которое определяется в первую очередь статистикой зарегистрированных событий. Данные будут накапливаться как в виде мониторинга (скорости счета в нескольких каналах), так и в виде подробной пособытийной записи. В состав прибора ДеКоР-2 включён дополнительный вычислитель, который будет использован для выборки наиболее интересных участков данных с целью передачи их на Землю в первичном виде. Прибор КОДИЗ предназначен в первую очередь для обнаружения и исследования потоков частиц солнечных космических лучей, которые могут создавать дополнительную радиационную нагрузку на борту самолётов, пролетающих в полярных областях. В состав прибора КОДИЗ входят детекторы нескольких типов: черенковский детектор частиц с радиатором из оргстекла площадью ~11 см2, два детектора нейтронов с литиевыми стёклами и полупроводниковый телескоп из двух слоёв кремния по 300 мкм. Прибор будет регистрировать потоки протонов и ядер с Z > 1 c энергией больше 30–50 МэВ/нуклон в диапазоне от 10^1 до 10^4 частиц·см–2·с–1, потоки протонов и ядер с Z > 1 c энергией больше 330 МэВ/нуклон в диапазоне от 10^1 до 10^3 частиц·см–2·с–1, поток тепловых и эпитепловых нейтронов в диапазоне от 10^1 до 10^3 нейтронов·см–2·с–1. На основе показаний детекторов прибора будет определяться мощность поглощённой дозы заряженных частиц космического излучения в диапазоне от 10^–8 до 10^25 Гр/с. Важнейшая задача проекта — образовательная составляющая. Предполагается, что школьники будут привлечены к созданию электронных узлов приборов, в частности, к проведению их наземной экспериментальной отработки, к получению и систематизации калибровочных данных. В ходе осуществления самого эксперимента предполагается задействовать развёрнутые на базе школ из различных российских городов станции приёма данных. Школьники должны будут участвовать в пополнения баз данных, используемых для прогноза космической погоды, обработке и анализе данных, получаемых в ходе реализации космического эксперимента. Для этого в ряде школ будут созданы рабочие места, на которых будет организован оперативный доступ к наиболее актуальным данным, поступающим со спутников на серверы отдела космического мониторинга НИИЯФ МГУ. Сотрудники НИИЯФ МГУ и кафедры физики космоса физического факультета МГУ будут оказывать необходимую поддержку молодым участникам проекта в форме мастер-классов и консультаций, а также обучать учителей, организовывающих работу в конкретных школах. Результаты космического эксперимента будут использоваться в учебном процессе студентов в качестве материала для лекционных и семинарских занятий, а также в практикуме по обработке и анализу данных космических экспериментов. Такой практикум в течение многих лет проводит кафедра физики космоса физфака МГУ для студентов 3–4‑х курсов. В 2020–2021 гг. к данным со спутника «Университетский-Татьяна», традиционно используемым в студенческом практикуме, добавились данные с приборов ДеКоР, проводящих измерения радиации на кубсатах ВДНХ-80 и Норби. Отдельно следует отметить участие студентов в подготовке описанных выше космических экспериментов, в частности, работы будущих бакалавров и магистров физического факультета МГУ, связанные с настройкой и программированием узлов прибора КОДИЗ, с оптимизацией алгоритмов выделения гамма всплесков на фоне вариаций потоков электронов в приборе ДеКоР-2, с калибровкой детекторов. Работа над полезными нагрузками спутников проекта «Монитор» происходит в рамках междисциплинарной научно-образовательной школы «Фундаментальные и прикладные космические исследования», организованной в МГУ имени М. В. Ломоносова по инициативе ректора.