Содержание
 
Монитор всего неба на МКС
Научные задачи
Главная научная задача МВН – исследование космического рентгеновского фона (КРФ). Космический рентгеновский фон представляет собой слабое диффузное излучения неба в рентгеновском диапазоне энергий. Открытие данного явления в 1962 году стало одним из первых в области рентгеновской астрономии. В настоящее время известно, что основной вклад в наблюдаемую поверхностную яркость КРФ дают активные ядра галактик (АЯГ) – аккрецирующие сверхмассивные чёрные дыры. Ценность КРФ состоит в том, что его поверхностная яркость содержит в себе излучение всех сколь угодно слабых объектов во Вселенной, даже таких, которые невозможно наблюдать отдельно рентгеновскими телескопами из-за их конечной чувствительности. Это позволяет использовать знание о точном спектре КРФ для решения чрезвычайно значимых астрофизических задач, связанных с населённостью Вселенной активными ядрами галактик. В настоящее время можно считать, что достаточно хорошо известна форма спектра КРФ, определяемая по измерениям в ограниченных полях зрения. Но абсолютный поток КРФ измерен со значительно меньшей точностью. Погрешность его измерений составляет 15-20 %. Однако для решения некоторых астрофизических задач требуется знание абсолютного потока КРФ в пределах единиц процентов по максимально широкому полю зрения, желательно, по всей сфере. Такая информация, например, даст возможность уточнить модели эволюции сверхмассивных чёрных дыр, находящихся в центрах галактик.
Состав аппаратуры МВН
Комплекс научной аппаратуры МВН (КНА МВН) включает два прибора, – рентгеновский монитора СПИН-Х1-МВН и блок управления (БУ МВН). СПИН-Х1-МВН является основным прибором комплекса научной аппаратуры и будет установлен на внешней поверхности МКС. БУ МВН размещается внутри герметичного отсека МКС. Оба прибора соединяются друг с другом посредством кабельной сети МКС.
mvn1.jpg
СПИН-Х1-МВН
mvn2.png
БУ МВН
Характеристика СПИН-Х1-МВН БУ МВН
Размеры, мм 940×661×425 222×182×130
Масса, кг 50 3,2
Энергопотребление (max), Вт 140,2 20
Энергетический диапазон, кэВ 6 – 70 -
Количество детекторов 4 -
Площадь открытых детекторов, см2 9,16 -
Поле зрения (FWHM), град2 8,55 -
Оперативная память, МБ - 256
Для отделения КРФ от внеапертурного фона в мониторе используется метод модуляции поля зрения. Этот способ для МВН предложил известный астрофизик Михаил Геннадьевич Ревнивцев. Аппаратная реализация этого способа основана на использовании вращающегося обтюратора.
В состав рентгеновского монитора СПИН-Х1-МВН входят:
блоки рентгеновских детекторов, каждый из которых кроме самого детектора содержит бокс для его размещения с рентгенопрозрачным бериллиевым окном, заполненный сухим азотом, первичную электронику управления детектором и корпус, выполняющий функцию радиационной экранировки детектора;
коллиматоры;
система модуляции апертуры;
система полётной калибровки;
система обеспечения теплового режима, включающая пассивную и активную подсистемы;
электронные блоки, управляющие детектором и обеспечивающими системами;
корпусные и другие конструкционные элементы.
spin.jpg
Устройство рентгеновского монитора СПИН-Х1-МВН
Основной рентгеновского монитора СПИН-Х1-МВН являются четыре рентгеновских детектора, разработанных в Институте космических исследований РАН. Чувствительным элементом детектора является кристалл CdTe в конфигурации диода Шоттки. Сигналы с кристалла опрашиваются зарядочувствительным усилителем ASIC (application-specific integrated circuit) VA32TA. Сборка кристалла с ASIC установлена на холодной стороне термоэлектрического модуля (элемента Пельтье).
Рентгеновский монитор СПИН-Х1-МВН будет установлен на внешней поверхности Российского сегмента МКС неподвижно с зенитной ориентацией. За один период прецессии МКС (73 дня) рентгеновский монитор СПИН-Х1-МВН сможет увидеть ~80% небесной сферы, а за три года покроет небесную сферу примерно 15 раз.
spin_map.png
Карта экспозиции неба рентгеновским монитором СПИН-Х1-МВН за три года в галактических координатах в проекции Хаммера
В части методического обеспечения эксперимента разработана методика отбора наблюдательных данных, позволяющая достичь целевого показателя ошибки измерения КРФ – 1%.