Новый детектор солнечных частиц открывает возможности для детального изучения природы солнечных вспышек и повышения безопасности космических миссий. Устройство, разработанное российскими учеными, способно регистрировать широкий спектр высокоэнергетических заряженных частиц, что критически важно для защиты оборудования и экипажей в условиях космической радиации.
Как устроены солнечные частицы?
В активных зонах солнечной атмосферы формируются потоки частиц с энергией от килоэлектронвольт до гигаэлектронвольт. Основную массу составляют электроны и протоны, однако встречаются и тяжелые элементы — от гелия до железа. Эти частицы не только несут информацию о процессах на Солнце, но и создают риски для космической техники.
Неразгаданные тайны солнечной активности
Несмотря на десятилетия наблюдений, ключевые механизмы ускорения частиц во время вспышек остаются загадкой. Ученые стремятся понять роль магнитных пересоединений, источники «зародышевых» популяций частиц и условия их выхода из солнечной короны. Ответы на эти вопросы могут изменить наше представление о звездной динамике.
Инновационная разработка российских ученых
Совместная группа специалистов МФТИ, Института ядерных исследований РАН и Института космических исследований РАН создала детектор, регистрирующий протоны (10–100 МэВ) и электроны (1–10 МэВ). Эти диапазоны охватывают основную долю частиц, генерируемых Солнцем. Прибор сочетает сегментированные полистироловые диски с кремниевыми фотодетекторами: при прохождении частицы через полимер возникает световая вспышка, которая преобразуется в цифровые данные.
Оптимизация для космических условий
Ученые во главе с Александром Нозиком провели серию моделирований, чтобы найти баланс между точностью измерений и массогабаритными параметрами. «Наш подход с сегментированной структурой и алгоритмами реконструкции обеспечил рекордную эффективность», — отметил исследователь. Итоговый вариант представляет собой компактный цилиндр (3×8 см), пригодный для запуска на орбиту.
Перспективы внедрения технологии
Лабораторные испытания подтвердили высокую точность прибора даже в условиях интенсивного излучения. «Следующий шаг — адаптация электроники для работы в космосе и улучшение экранирования», — поделился планами Егор Стадничук. Ученые также работают над увеличением сегментации детектора для анализа спектров низкоэнергетических электронов.
Поддержка научного прогресса
Проект реализован при поддержке Российского научного фонда, что подчеркивает его значимость для фундаментальной и прикладной науки. Разработка уже вызвала интерес у международного научного сообщества как прорывной инструмент для изучения солнечно-земных связей.
