ПРОЕКТЫ ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН в области исследования космоса

ПРОЕКТЫ
ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН
в области исследования
космоса
А.Г. Забродский
04.09.2011
ПОДКЛЮЧЕНИЕ ФТИ
К КОСМИЧЕСКОЙ ТЕМАТИКЕ
А.П. Комар
С.П. Королев
1952 год
1. ПРИМЕРЫ
РЕАЛИЗОВАННЫХ
КОСМИЧЕСКИХ
ПРОЕКТОВ ФТИ
1.1. УСТОЙЧИВОСТЬ И ТЕПЛОВАЯ ЗАЩИТА
ГОЛОВНЫХ ЧАСТЕЙ И СПУСКАЕМЫХ КА
 Создание
лаборатории газовой
динамики (1953 г.)
 Аэродинамика
головных частей
 «Обмазка Дунаева»
Ю.А. Дунаев
Большая
баллистическая
установка ФТИ
Теневые картины
обтекания модели
головной части ракеты
1.2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРОВЕРЖЕНИЕ
ГИПОТЕЗЫ О ПЫЛЕВОМ ОБЛАКЕ ЗЕМЛИ


Разработана аппаратура с
малым уровнем шумов,
высокими помехоустойчивостью и чувствительностью ~3x10-10 г.
Измеренные в 1966-67г.
потоки микрометеоров
(Космос-135, -163)
оказались на 3 порядка
меньше данных прежних
измерений акустическими
детекторами!
1.3. ИССЛЕДОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
НА ИСЗ, АМС, ОС И ЛУНОХОДАХ
С 1962 г. по настоящее время исследования тяжелых ядер
космических лучей методами:


ядерных фотоэмульсий на ИСЗ
(Космос-4, -213, -656, Союз-5) и
АМС (Зонд-5, -7, -8)
твердотельных трековых
детекторов (аппаратура ПЛАТАН
на ОС Салют-6, -7, Мир, МКС).
Суммарная длительность
экспозиций на поверхности ОС –
11 лет. Установка и снятие
аппаратуры проведены 12-ью
экипажами.
1.4. ИССЛЕДОВАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ
ГАММА-ВСПЛЕСКОВ




Исследования космических гамма-всплесков в
экспериментах КОНУС на АМС «Венера 11-14».
Открытие мягких гамма-репитеров (SGR).
Эксперимент КОНУС-ВИНД: многолетние
непрерывные наблюдения гамма-всплесков и мягких
гамма-репитеров в космосе. Регистрация гигантских
всплесков гамма-репитеров.
Синхронные с экспериментом КОНУС-ВИНД
наблюдения гамма-всплесков с околоземных КА
«Космос» и «КОРОНАС».
Первая регистрация естественной локации Луны
начальным импульсом гигантского всплеска гаммарепитера, получение временных и энергетических
характеристик начального импульса.
1.4. НАБЛЮДЕНИЕ ОТРАЖЕНИЯ ОТ ЛУНЫ
НАЧАЛЬНОГО ИМПУЛЬСА ГИГАНТСКОЙ
ВСПЫШКИ SGR1806-20
При прямом облучении начальным импульсом гигантских вспышек
детекторы полностью насыщаются (WIND). Регистрация отраженного
сигнала от Луны (CORONAS) позволила впервые определить временной
профиль и энергетику начального импульса гигантского всплеска.
1.4. НАБЛЮДЕНИЕ ГИГАНТСКОГО ГАММАВСПЛЕСКА 18 СЕНТЯБРЯ 2011 г.
В российско-американском космическом
эксперименте КОНУС-ВИНД получены
данные о самом ярком за историю
наблюдений гамма-всплеске GRB 110918A
18.09.2011г. Величина изотропного
эквивалентного энерговыделения в источнике
составила 1,9 × 1054 эрг. Это превосходит
типичные для гамма-всплесков величины в
десятки раз.
Из-за помех от радиационных поясов и
затенения Землей гамма-всплеск 18 сентября
оказался недоступным для американских
астрофизических миссий СВИФТ и Ферми.
1.6. РАЗРАБОТКА СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ ДЛЯ
ИСЗ, АМС, ОС И ЛУНОХОДОВ
1963 - СБ на GaAs гомопереходах
1965 - Использование на АМС «Венера-2,3 "
1970 - Использование на Луноходе-1 GaAs СБ
1969 - Разработка СБ на AlGaAs/GaAs гетероструктурах
1972 - Передача технологии в НПО «Квант»
1986 - Пример использования: российская КС «Мир» (70 m2)
GaAs array
AlGaAs/GaAs
array
Russian moon-car
Space station “Mir”
2. АНОНС РЯДА НОВЫХ
КОСМИЧЕСКИХ ПРОЕКТОВ ФТИ
(подробнее – на стендах)
2.1. ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫЕ КАСКАДНЫЕ
ГЕТЕРОСТРУКТУРНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
ЭНЕРГИИ ДЛЯ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ
Направления разработок и коммерциализации СБ:
 Разработка опытно-промышленной технологии
гетероструктурных каскадных ФЭП с КПД более 33% в
условиях околоземного космоса;
 Повышение энергосъема космических СБ (более 350 Вт/м2)
и срока службы (20 лет) на геосинхронной орбите;
 Организация производства гетероструктурных СБ нового
поколения для обеспечения отечественной космической
программы.
2.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ГАММА-ВСПЛЕСКОВ
НА КОСМИЧЕСКОЙ АСТРОФИЗИЧЕСКОЙ
ОБСЕРВАТОРИИ «Спектр-УФ» (запуск в 2015г.)
Конус-УФ-ДС - детектор



Конус-УФ-БЭ – блок электроники
Используются высокочувствительные спектрометрические
сцинтилляционные детекторы ФТИ, не имеющие аналогов по ширине
энергетического диапазона и защите от фона.
Для обработки сигналов используются электронные узлы на основе
сигнальных микропроцессоров, аналого-цифровых преобразователей с
малым «мертвым» временем и ОЗУ большой емкости.
Направление сотрудничества с учеными стран СНГ: исследование
оптического послесвечения источников космических гамма-всплесков
на наземных телескопах.
2.3. ПРОЕКТ НОВОГО НАЗЕМНОГО
ГАММА-ТЕЛЕСКОПА «ALEGRO»
(Atmospheric Low Energy Gamma-Ray Observatory)
Цель:
Исследование фундаментальных законов эволюции
астрофизических объектов с экстремальным выделением энергии
Объекты:
1.
2.
3.
4.
Гамма-всплески
Сверхмассивные черные дыры в активных ядрах галактик
Пульсарные туманности
Природа тёмного вещества
1
2
3
4
2.3. ПРОЕКТ НОВОГО НАЗЕМНОГО
ГАММА-ТЕЛЕСКОПА «ALEGRO»
 Создание высокогорного черенковского гаммателескопа с низким порогом энергий квантов с
чувствительностью более чем в 1000 раз
превосходящей орбитальные телескопы (Fermi
и др).
 Использование новых технологий
сверхчувствительного детектирования
позволит получить спектры и кривые блеска
гамма-всплесков и гамма-излучения от
релятивистских истечений сверхмассивных
черных дыр.
 Рекордная чувствительность в диапазоне 10100 ГэВ позволит вести поиск взаимодействий
частиц темной материи
ALEGRO
Разработчики: ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН и СПб ГПУ совместно с НАН Армении,
Институтом Перспективных Исследований (Дублин, Ирландия), Университетом
штата Пенсильвания (США) и др. Общая стоимость проекта –до 30 млн. евро.
СПАСИБО
ЗА ВНИМАНИЕ