20 февраля 2014г. исполнилось пять лет со дня первого включения на орбите украинского телескопа энергетических частиц СТЭП-Ф, входящего в состав комплекса научной аппаратуры «Фотон» российского низкоорбитального космического аппарата (КА) «КОРОНАС Фотон».

[показать]
Космический аппарат «КОРОНАС-Фотон», установленный на ракете-носителе перед накаткой обтекателя. На переднем плане, выше солнечных батарей – блок СТЭП-ФД. На белом фоне корпуса блока хорошо виден, темный конический «тубус» детекторной головки блока (защитная крышка уже снята).
Разработанный в тесном сотрудничестве ученых и инженеров трех различных отраслей Украины (министерства образования и науки, космического агентства и национальной академии наук) прибор СТЭП-Ф призван осуществлять мониторинг потоков электронов, протонов и альфа-частиц высоких энергий в радиационных поясах Земли и под ними и позволяет изучать динамику потока солнечного излучения и пространственно-временного распределения частиц высоких энергий на высотах полета КА.

[600x]
Фото на память. Российские и украинские специалисты после окончания испытаний прибора СТЭП-Ф в составе КНА «Фотон», г.Истра, НИИЭМ, июль2007г
Создание прибора СТЭП-Ф стало возможными , в первую очередь, благодаря работам по разработке, моделированию и экспериментальным исследованиям широкого класса детекторов энергетических частиц ( полупроводниковых, включая позиционно- чувствительные и сцинтилляционных кристаллических детекторов) проводимых в Харьковском национальном университете им. В.Н.Каразина под общим руководством И.И. Залюбовского (научный руководитель разработки – начальник сектора космических исследований А.В.Дудник).

Полупроводниковые позиционно-чувствительных детекторы прибора СТЭП-Ф были зготовлены на основе кремниевых матриц производства киевского НИИ микроприборов.

Построение сцинтилляционных детекторов с большой динамикой энергетических спектров электронов, протонов и альфа-частиц и высокой временной разрешающей способностью для прибора СТЭП-Ф стало возможным благодаря работам, проводимым харьковским институтом сцинтилляционных материалов НАН Украины по разработке сцинтилляционных детекторов пентогональной формы с повышенным световым выходом на основе йодистого цезия, активированного таллием.

[630x]
Испытания прибора СТЭП-Ф в составе КНА «Фотон».г.Истра, НИИЭМ, июль2007г. В центре рисунка блок детекторов СТЭП-ФД с красной защитной крышкой на «тубусе» детекторной головки
Специалисты ПАО «АО НИИРИ» разработали и изготовили аппаратуру и программно-алгоритмическое обеспечение обработки получаемой информации и связи прибора СТЭП-Ф с бортовыми системами КА.
Всего при разработке прибора были использованы 11 патентов Украины, Российской Федерации и авторских свидетельств СССР.

В процессе летной эксплуатации прибора СТЭП-Ф в 2009 году, в составе комплекса научной аппаратуры «Фотон» были получены весомые научные результаты, выявлены неизвестные ранее физические явления в распределении энергетических частиц на высотах 500 - 600 км над уровнем Земли. В частности, зафиксировано наличие третьего электронного радиационного пояса Земли, расположенного под известным внутренним поясом Ван Алена. Аналогичные результаты были получены американскими спутниками Van Allen Probe-A и Van Allen Probe-B только в феврале 2013 года.

[830x]
Пример полученных и обработанных данных. Регистрация 3-х электронных радиационных поясов Земли на высоте 550 км с помощью сцинтилляционных детекторов в 10 энергетических каналах.
Проведен большой объем работ по отработке, испытаниям и обеспечению анализа результатов работы прибора: были разработаны программы и методики тестирования и калибровочных испытаний, как детекторов заряженных частиц, так и аппаратуры аналоговой и цифровой обработки сигналов; создано программное обеспечение анализа научной и телеметрической информации, полученной от прибора; разработаны и изготовлены имитаторы служебных и вспомогательных систем космического аппарата, контрольно-поверочная аппаратура научного прибора для тестирования его работоспособности в процессе автономных испытаний и испытаний в составе космического аппарата.

Украинскими специалистами получен опыт работы над проектом в составе широкой международной научной кооперации. В реализации проекта «КОРОНАС – Фотон» участвовали кроме Российской Федерации и Украины, также специалисты из Индии, Испании и Польши.

Особенно необходимо отметить, что в разработке, макетировании и отладке узлов и модулей прибора СТЭП-Ф принимали участие молодые специалисты ПАО «АО НИИРИ», студенты учебных заведений города Харькова – кафедры экспериментальной ядерной физики ХНУ им. В.Н.Каразина, национального университета радиоэлектроники, радиотехнического техникума, компьютерного колледжа.

В сентябре 2013года коллегия Государственного Космического Агентства Украины выдвинула работу «Разработка и внедрение спектрометров-телескопов мониторинга заряженной радиации высокой энергии на околоземных орбитах» для участия в конкурсе на соискание премии Кабинета Министров Украины за разработку и внедрение инновационных технологий. Это высокая оценка творческого труда коллектива ученых и инженеров – разработчиков прибора СТЭП-Ф.

Космические исследования с использованием бортового научного оборудования собственной разработки и подкрепленные современными отечественными технологиями в настоящее время доступны немногим странам мира. Приятно, что несмотря на все сложности которые сегодня переживает наша наука и ракетно-космическая отрасль Украина стараниями своих ученых и инженеров, сохраняет позиции передовой научно-космической державы.

Источник: ПАО «АО НИИРИ»

Публичное акционерное общество «АО научно-исследовательский институт радиотехнических измерений» - ведущая научно-производственная организация Украины в области разработки, проектирование и производства радиоэлектронной техники: наземных и бортовых систем и приборов для космических комплексов, систем высокоточных траекторных измерений для отрабатывания ракетно-космической техники, сложной медицинской техники, контрольно-измерительных приборов и систем управления для топливно-энергетического комплекса.