КОНУС-РФ (космический прибор)

КОНУС-РФ — прибор, предназначенный для исследования рентгеновского и гамма-излучения Солнца и космических гамма-всплесков. Размещён на космическом аппарате КОРОНАС-ФОТОН. Прибор был выведен на орбиту Земли в составе КА 30 января 2009 года и впервые включен 19 февраля 2009 года.

Разработчик

• Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН
• Научный руководитель - чл.-кор. Е. П. Мазец

Научные задачи эксперимента

• Исследования рентгеновского и гамма-излучения Солнца;
• Исследование космических гамма-всплесков.

Цели эксперимента

• Постоянный мониторинг вспышек жесткого рентгеновского излучения Солнца, всплесков космического гамма-излучения и поиск необычных транзиентных явлений в рентгеновском и гамма-диапазонах по данным непрерывного обзора небесной сферы.
• Исследование профилей и быстрой спектральной эволюции солнечных рентгеновских вспышек с высоким временным разрешением порядка 2 мс.
• Поиск и исследование жесткой компоненты излучения солнечных вспышек.
• Исследование энергетических спектров и эволюции космических гамма-всплесков в широком диапазоне энергий от 10 кэВ до 10 МэВ.
• Исследования быстрой спектральной переменности излучения гамма-всплесков в сплошном спектре и в линиях.
• Локализация источников космических гамма-всплесков с привлечением данных международной сети космических аппаратов.

В целях локализации источников космических гамма-всплесков предполагается включить КА «КОРОНАС-ФОТОН» в международную межпланетную сеть зарубежных и отечественных космических аппаратов IPN, осуществляющих такую локализацию триангуляционным методом.

Основные характеристики и состав

В научной аппаратуре «КОНУС-РФ» используется сцинтилляционный метод регистрации излучений в сочетании с микропроцессорной обработкой спектральной и временной информации, поступающей от детектора. Измерения ведутся в широкой энергетической области от 10 кэВ до 10 МэВ. Временное разрешение при измерениях автоматически адаптируется к текущему уровню интенсивности излучения в зависимости от задачи наблюдений и охватываемой области энергий. Оно может меняться в пределах от 2 мс до минут, что обеспечивает достаточную статистическую точность информации, накапливаемой за эти интервалы времени.

Прибор содержит два детекторных блока и отдельный электронный блок, в котором размещены источник питания и интерфейс связи со служебными системами космического аппарата.

Ось поля зрения первого детектора «КОНУС-РФ-Д1» направлена на Солнце. Второй детектор «КОНУС-РФ-Д2» ориентирован в антисолнечном направлении. Поле зрения каждого детектора – 2π стерадиан. В детекторах используются идентичные кристаллы NaI(Tl) диаметром 127 мм и высотой 76,2 мм. Сцинтиллятор помещен в тонкостенный алюминиевый контейнер с входным торцевым окном из бериллия. Кристалл просматривается фотоумножителем через толстое свинцовое стекло высокой прозрачности, что позволяет снизить интенсивность фона излучения, поступающего со стороны КА. Энергетическое разрешение детекторов на линии 662 кэВ составляет 8%.

Функции отклика для обоих детекторов в интервале энергий 10 кэВ – 10 МэВ для углов падения 0 – 90° рассчитаны методом численного моделирования с использованием программы GEANT и подтверждены для ряда монохроматических линий лабораторными калибровками.

Программа работы прибора предусматривает два основных режима наблюдений.

• Непрерывный фоновый режим.
• Режим вспышки.

В фоновом режиме непрерывно ведутся измерения интенсивности излучения в 22 энергетических окнах, на которые разбит энергетический диапазон 10 кэВ – 10 МэВ. Временное разрешение составляет 1–4 с. Это позволяет контролировать общую картину и вариации рентгеновского и гамма-излучения на околоземной орбите и выяснить причины их появления. С помощью ориентированного на Солнце детектора также проводятся измерения многоканальных энергетических спектров в области 10 кэВ – 10 МэВ со временем накопления одна минута.

При обнаружении солнечной вспышки или гамма-всплеска прибор переходит в режим их подробного изучения с высоким спектральным и временным разрешением. Продолжительность такого режима измерений может достигать 8-ми минут для солнечных вспышек и 4-х минут для гамма-всплесков.

Для точной временной привязки измерений в обоих режимах используется код бортового времени (КБВ). Непосредственные программы измерений (число и границы энергетических окон, число каналов в спектрах, уровни адаптации) содержатся в ПЗУ прибора.

Информативность прибора при полной реализации его возможностей составляет 10 – 25 Мбайт в сутки.

Для управления аппаратурой используются разовые релейные команды и набор цифровых команд. Суммарная потребляемая мощность ~ 10 Вт.

Ссылки

• Официальный сайт Института Астрофизики МИФИ
• Официальный сайт ФТИ им. Иоффе