5 08, 2017

Использование оппозитных радиаторов для термостабилизации рентгеновских детекторов монитора всего неба, предназначенного для установки на МКС.

2017-10-24T15:28:24+00:00 05 08 2017|Categories: Публикации|Tags: , , |

Сербинов Д.В., Семена Н.П., Павлинский М.Н.

→ Общая формулировка научной проблемы и ее актуальность

В 1962 году было сделано одно из важнейших открытий в области рентгеновской астрономии – открыт космический рентгеновский фон Вселенной. С тех пор космический рентгеновский фон (КРФ) исследовали многие орбитальные астрофизические обсерватории. Было доказано, что КРФ складывается из излучения большого количества дискретных источников, при этом подавляющее большинство этих источников являются активными ядрами галактик – аккрецирующими сверхмассивными черными дырами. Таким образом, исследование КРФ позволяет изучать историю сверхмассивных черных дыр во Вселенной, а в конечном итоге и историю эволюции самой Вселенной.

Измеряемой характеристикой КРФ является его поверхностная яркость. В настоящее время полученные значения поверхностной яркости КРФ отличаются на    10 – 15 %, и эта неопределенность является весьма существенной. Поэтому повышение точности измерения поверхностной яркости КРФ является очень актуальной астрофизической проблемой.

Международная космическая станция является перспективной площадкой для измерения КРФ с высокой точностью, поскольку основная часть ее орбиты находится в зоне благоприятных радиационных условий под радиационными поясами Земли. При этом необходимым условием высокоточного измерения КРФ является поддержание стабильной температуры регистрирующих КРФ полупроводниковых детекторов в течение нескольких лет. Это является сложной проблемой для приборов, установленных на внешней поверхности МКС из-за чрезвычайно переменных внешних тепловых условий. В данной работе представлен метод термостабилизации рентгеновских детекторов при высокой переменности внешних тепловых условий, позволяющий использовать МКС как площадку для измерения КРФ.

→ Конкретная решаемая в работе задача и ее значение

Представленная работа посвящена разрабатываемому в ИКИ РАН прибору «Монитор Всего Неба» (МВН), который предназначен для измерения поверхностной яркости КРФ с точностью ~ 1 %. Данный прибор планируется установить на внешней поверхности МКС в 2018 году. Основным инструментом МВН являются рентгеновские детекторы на основе теллурида кадмия (CdTe). Подобные детекторы применяются для космических устройств в отечественной практике впервые. Материал CdTe был выбран из-за того, что он имеет большое зарядовое число и, следовательно, большое сечение взаимодействия фотонов с этим веществом. Для уменьшение шумов до приемлемого уровня такой детектор необходимо охладить до температуры −30 °С и поддерживать эту температуру со стабильностью ±2 °С для предотвращения дрейфа коэффициента преобразования, приводящего к ухудшению энергетического разрешения детектора. Проблема поддержания температуры детекторов с такой высокой стабильностью заключается в том, что внешние тепловые условия на орбите МКС очень неблагоприятны из-за сильно переменных лучистых потоков от Солнца и Земли. Поэтому в процессе создания прибора МВН очень большое внимание было уделено разработке системы обеспечения теплового режима (СОТР).

→ Используемый подход, его новизна и оригинальность

В процессе проектирования СОТР МВН была разработана методика расчета наиболее оптимальной ориентации радиаторов и соотношения их площадей. Данный подход позволяет еще на этапе эскизного проектирования определить количество радиаторов и расположить их таким образом, чтобы минимизировать колебания температуры составных частей прибора за счет использования переменности падающих лучистых потоков. А это позволяет сэкономить на электроэнергии, которую иначе пришлось бы подавать на нагреватели или термоэлектрические охладители для поддержания стабильной температуры детекторов. 

→ Полученные результаты и их значимость

В результате данной работы была создана уникальная система обеспечения теплового режима, которая основана на двух оппозитно расположенных радиаторах, соединенных U-образными тепловыми трубами. СОТР МВН имеет два уровня – активный (нагреватели и термоэлектрические охладители) и пассивный (радиаторы со специальным покрытием, тепловые трубы и экранно-вакуумная теплоизоляция). Эффективность данной СОТР была подтверждена тепловакуумными испытаниями прибора МВН.

→ Ссылка на публикацию:

D. V. Serbinov, N. P. Semena, and M. N. Pavlinsky Opposite Radiators Used for Thermostabilizing of X-Ray Detectors of the All-Sky Monitor to be Installed on the ISS. Journal of Engineering Thermophysics, 2017, Vol. 26, №3, pp. 366-376.

PDF

27 02, 2017

Зеркало для фотона

2017-06-30T15:56:57+00:00 27 02 2017|Categories: Популярно, Пресса о нас|Tags: , |

В следующем году в космос должен отправится уникальный российский рентгеновский телескоп. С его помощью астрономы хотят узнать больше о происхождении Вселенной и составить ее карту. Как создавали телескоп?

29 01, 2016

«Спектры» Вселенной

2017-06-30T16:00:51+00:00 29 01 2016|Categories: Популярно, Проекты|Tags: , |

В НПО им. С.А. Лавочкина завершается подготовка и испытания астрофизической обсерватории «Спектр- РГ». Аппарат будет исследовать Вселенную в гамма- и рентгеновском жестком диапазоне энергий.

23 12, 2015

Обсерватория «Спектр-РГ» готовится к запуску в 2017 году

2017-06-30T16:58:10+00:00 23 12 2015|Categories: Пресс-центр ИКИ РАН|Tags: , |

Текущее состояние российско-германской обсерватории «Спектр-Рентген-Гамма» и научной аппаратуры обсуждалось 22 декабря на конференции «Астрофизика высоких энергий сегодня и завтра — 2015», которая проходит в Институте космических исследований РАН.

Пресс-центр ИКИ РАН

25 12, 2014

Телескоп eRosita будет поставлен в Россию летом 2015 года

2017-06-30T17:02:20+00:00 25 12 2014|Categories: Пресс-центр ИКИ РАН|Tags: , |

Поставка летного экземпляра рентгеновского телескопа eRosita для проекта орбитальной обсерватории «Спектр-РГ» запланирована на июнь 2015 года. Об этом 25 декабря сообщил Михаил Павлинский, руководитель отдела астрофизики высоких энергий ИКИ РАН, на завершающей сессии конференции «Астрофизика высоких энергий сегодня и завтра — 2014».

Новости пресс-центра ИКИ РАН

22 12, 2014

Подписано Дополнение к Соглашению о российско-турецком телескопе РТТ-150

2017-06-30T17:03:20+00:00 22 12 2014|Categories: Пресс-центр ИКИ РАН|Tags: , , , |

22 декабря 2014 года в Институте космических исследований Российской академии наук подписано Дополнение к Соглашению о 1,5-метровом оптическом телескопе в Турции. Согласно документу, работа российско-турецкого телескопа РТТ-150 продлевается ещё на 13 лет до 2028 года. Основная задача, которую телескопу предстоит выполнять в ближайшие годы, — наземная поддержка наблюдений с помощью российско-германской орбитальной обсерватории «Спектр-РГ». Дополнение было подписано в день открытия конференции «Астрофизика высоких энергий сегодня и завтра — 2014», которая проходит в ИКИ РАН 22–25 декабря 2014 г.

Новости пресс-центра ИКИ РАН

19 04, 2013

Рентген Вселенной

2017-06-30T16:08:12+00:00 19 04 2013|Categories: Популярно, Проекты|Tags: , , |

В 2017 году на орбиту планируется вывести научный аппарат «Спектр Рентген-Гамма». Его главная миссия — создание карты Вселенной. На ней отметят все крупные скопления галактик. Широкомасштабные карты Вселенной — вроде путешествия во времени. Один из главных вопросов, на который должен ответить «Спектр-РГ» — как проходила эволюция скоплений галактик. Спутник строится в НПО им. Лавочкина, а научная программа разрабатывается в Институте космических исследований РАН.

12 11, 2012

Настоящее и будущее рентгеновской астрономии

2017-06-30T17:19:36+00:00 12 11 2012|Categories: Пресса о нас|Tags: , , , , , , |

(РИА НОВОСТИ, 12 ноября 2012) Мультимедийный круглый стол на тему: «Настоящее и будущее рентгеновской астрономии». Какие необъясненные явления продолжают интересовать астрофизиков сегодня? Что ждет рентгеновскую астрономию в следующие десятилетия? И какие астрофизические проекты рентгеновского диапазона планируются в России?

screenshot-2016-09-17-18-43-05

Мультимедийный круглый стол на тему: «Настоящее и будущее рентгеновской астрономии». В этом году отмечается 50 лет со дня запуска первого рентгеновского прибора, который принес экспериментатору Рикардо Джаккони Нобелевскую премию, и 10 лет работы на орбите международной обсерватории ИНТЕГРАЛ, 25% наблюдательного времени которой принадлежит России. Рентгеновская астрономия раскрывает неведомые тайны, дает представление о том, как устроена Вселенная, сколько в ней галактик и газа, из чего состоит «космическая паутина» распределения вещества, рассказывает об удивительных событиях – взрывах сверхновых звезд, выбросах вещества черными дырами, ярких звездных вспышках. Какие открытия были сделаны за эти годы? Какие необъясненные явления продолжают интересовать астрофизиков сегодня? Что ждет рентгеновскую астрономию в следующие десятилетия? И какие астрофизические проекты рентгеновского диапазона планируются в России?

30 07, 2012

РАСШИРЕННЫЙ СЕМИНАР ИКИ РАН: 50 лет рентгеновкой астрономии, Евпатория, 30 июля — 8 августа 2012 г.

2017-11-01T18:37:29+00:00 30 07 2012|Categories: Семинары отдела|Tags: , , , , , , , |

Институт космических исследований РАН в период с 30 июля по 8 августа 2012 г. проводит выездной семинар «50 лет рентгеновской астрономии»

На семинаре планируется обсудить следующие вопросы:

Современные результаты рентгеновских обсерваторий ИНТЕГРАЛ, RXTE, Chandra, XMM-Newton, Swift.

Монитор всего неба: точные калибровки ППД для измерений абсолютных потоков рентгеновских источников.

Текущее состояние и задачи обсерватории Спектр-РГ. Наземная поддержка СРГ и обзоры неба в оптике. Обзор будущих рентгеновских миссий (NuSTAR, NEXT, LOFT, Микрофон).

 

Место проведения семинара — представительство ИКИ РАН, д. Витино (15 км от г. Евпатория), Украина. Программа будет составлена из секционных докладов, длительность 45 мин. (и дополнительно 10 мин. на обсуждение).

Оргкомитет и контактная информация:

Павлинский Михаил Николаевич (руководитель семинара; тел. +7(495)3332366, e-mail: pavlinsky@iki.rssi.ru)
Дмитриева Светлана Александровна (секретарь семинара; тел. +7(495)3331444)
Лутовинов Александр Анатольевич (зам. руководителя семинара; тел. +7(495)3332222 e-mail: aal@iki.rssi.ru)

Организационные вопросы:

Для участия в семинаре необходимо до 16.08.2012 г. представить в Оргкомитет по электронной почте: aal@iki.rssi.ru название докладов. Презентация докладов будет осуществляться через компьютерный проектор в форматах PowerPoint, OpenOffice, PDF. Программа семинара будет доступна на странице программы, в последующем на этой же странице будет собрана коллекция электронных версий всех докладов.

Сайт семинара:
http://hea.iki.rssi.ru/conf/detector2012/index.html