Орбитальные станции Эксперименты и исследования на МКС
Исследования космических лучей на Российском сегменте МКС
Эксперимент "БТН-Нейтрон"
Цель:
- Построение физической модели генерации заряженных и нейтральных частиц во время солнечных вспышек.
- Разработка физической модели нейтронного альбедо атмосферы Земли с учетом гелио и геофизической
обстановки, эффектов долготы и широты точки измерения, времени суток и условий освещенности, состояния
атмосферы.
- Создание физической модели фона нейтронов в окрестности МКС в различных условиях полета, а также регистрация
космических гамма-всплесков.
Задачи:
- Монтаж бортового телескопа нейтронов, прокладка кабелей внутри и вне гермоотсека и фотографирование
(видеозапись) их размещения во время выхода в открытый космос.
- Измерение прямого потока и рассеянного в атмосфере потока высокоэнергичных нейтронов солнечных вспышек
с энергиями от 10 до 15 МэВ.
- Измерение нейтронов от наведенных
космическими лучами ядерных реакций в верхней атмосфере Земли
в диапазоне тепловых (0,001 эВ – 0,1 эВ),
эпитепловых (0,1 эВ – 1,0 эВ), резонансных (1 эВ – 0,3 МэВ)
и быстрых (0,3 МэВ – 15 МэВ) энергий.
- Измерение гамма излучения в диапазоне энергий 30 кэВ – 100 МэВ.
Используемая научная аппаратура:
- Блок электроники БТН-МЭ;
- ЗИП-БТН;
- Блок "БТН".
Комплекс средств поддержки и обеспечения:
- Платформа с замками;
- Комплект кабелей;
- Кабельный держатель;
- Кабельная катушка с кабелем.
Ожидаемые результаты:
Экспериментальные спектрометрические исследования нейтронных полей на МКС позволят:
- уточнить модели радиационной обстановки на орбите;
- уточнить модели источников нейтронов в околоземном космическом пространстве и оценить их вклад в
полную дозу радиации, получаемую космонавтами при ВнеКД;
- получить данные по потокам высокоэнергичных нейтронов с энергиями до 15 МэВ от мощных солнечных вспышек
с учетом альбедного излучения Земли;
- построить оперативную модель нейтронной фоновой обстановки на станции;
- уточнить существующие модели солнечной активности;
- получить данные по потокам жесткой электромагнитной компоненты космических лучей.
Результаты эксперимента:
данные измерения пространственных и временных распределений радиационных характеристик космического
ионизирующего излучения (нейтронной и гамма компонент) вне Служебного модуля РС МКС;
данные сопоставления параметров
радиационных условий вне Служебного модуля РС МКС, полученных
расчетным путем, с результатами
измерений, проведенных комплектом научной аппаратуры БТН-М1 и
результатами
других российских и международных
экспериментов;
данные измерений параметров солнечных вспышек в нейтронном и гамма диапазоне.Эксперимент "Платан"
Цель:
Изучение элементного состава и детальных энергетических
спектров ядер группы железа галактических космических
лучей и ионов солнечных космических лучей в интервале
энергий 30-200 МэВ/нуклон. Дополнительная цель - регистрация
микрочастиц в окрестности станции.
Задачи:
- Монтаж детектирующих блоков "Платан-М"
на поверхности служебного модуля "Звезда"
РС МКС во время выхода в открытый космос, фотографирование
их размещения на внешней поверхности служебного
модуля.
- Длительное (1-2 года) экспонирование детектирующих
блоков "Платан-М" на поверхности служебного
модуля.
- Демонтаж детектирующих блоков "Платан-М"
после длительного экспонирования с внешней поверхности
служебного модуля во время выхода в открытый космос
и их возвращение на Землю для обработки результатов
эксперимента.
Используемая научная аппаратура:
- детектирующий блок "Платан-М".
Используемая штатная аппаратура:
- цифровой фотоаппарат Kodak ESC460с
для фотосъемки детектирующего блока на месте
размещения для привязки к элементам конструкции.
Комплекс средств поддержки и обеспечения:
Ожидаемые результаты:
Исследование потоков и энергетических спектров самой
ионизирующей компоненты космических лучей (ядра группы
железа) в различных фазах солнечной активности в интересах
обеспечения радиационной безопасности и стойкости
космических изделий.
По возвращении на Землю проэкспонированные детекторы (слои
по 20-100 мкм общей толщиной 30 мм) подвергаются физико-химической
обработке (ультрафиолетовое облучение, травление щелочью),
микроскопическому исследованию (измерение параметров конусов трека и
глубину его проникновения) для определения заряда и энергии частицы. Эксперимент "Матрёшка-Р"
При осуществлении длительных пилотируемых космических полетов
необходимо определение воздействия на человека космической радиации.
Экспериментальные дозиметрические исследования с использованием
фантомов, моделирующих тело человека, являются источником наиболее
точных данных для оценки радиационной нагрузки на организм в
этих условиях. Тканеэквивалентные шаровой и антропоморфный
фантомы, используемые в данном эксперименте, изготовлены из
специально разработанных веществ, наиболее близких по составу к
стандартизованной модели тканей человека. В ходе эксперимента фоновые
измерения радиационных условий по трассе полета проводятся как
внутри, так и снаружи станции.
Цель:
- Исследование динамики радиационной обстановки на орбите в Служебном модуле и стыковочном отсеке
РС МКС и накопления дозы в шаровом и антропоморфном фантомах.
- Совершенствование методов космической дозиметрии
и оценки воздействия радиационной опасности на тело
космонавта при внекорабельной деятельности и
исследование динамики радиационной обстановки по траектории полета.
Задачи:
- Измерение пространственных и глубинных
распределений радиационных характеристик космического ионизирующего
излучения в гермоотсеках Служебного отсека
и Стыковочного отека РС МКС с помощью научной аппаратуры "Сборки
пассивных детекторов" ("СПД") и "Шаровой
тканеэквивалентный фантом" ("Фантом").
- Разработка расчетных методов оценки дозы облучения для различных органов тела космонавтов при длительных
орбитальных полетах на РС МКС.
- Верификация моделей радиационной
обстановки в околоземном космическом пространстве и методов
расчета
прохождения излучения через вещество
защиты и ткани путем сопоставления оценок параметров радиационных
условий в отсеках станции и в фантоме,
полученных расчетным путем, с результатами измерений.
- Изучение распределения космической радиации по траектории полета станции.
- Исследование вариаций космической радиации в зависимости от времени (циклы солнечной активности, солнечные
протонные события) и параметров орбиты.
- Изучение влияния защиты на изменение дозы космической радиации (ослабление дозы, фактор накопления и/или
активации вещества защиты).
Используемая научная аппаратура:
- Комплект "СПД", состоящий из 6 сборок для размещения по отсекам СМ;
- Комплект "Фантом", оснащенный комплектом сменных сборок и пеналов,
содержащих пассивные детекторы;
- Укладка с инструментами;
|
- Аппаратура "Матрешка" (моноблок).
|
Используемая штатная аппаратура:
- Видеокамера PD-70P;
- Цифровой фотоаппарат Nikon D1 для фото и видеосъемки мест установки научной аппаратуры "СПД" и "Фантом";
- Лэптоп;
- Блок сервера полезной нагрузки, выполняющий функции управляющего компьютера;
- Винчестеры;
- Блок силовой коммутации;
- Комплект кабелей.
Результаты эксперимента:
- Сборки комплекта "СПД" с экспонированными детекторами.
- Укладка научной аппаратуры "Фантом", содержащая пеналы и чехол с экспонированными детекторами.
- Фото-информация, передаваемая на Землю через телевизионный модуль обмена.
- Данные, необходимые для прогноза радиационного риска будущих космических проектов и при разработке
средств радиационного контроля МКС.
|