ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

Институт Космических исследований
Российской Академии Наук

БТН-НЕЙТРОН / BTN-NEUTRON
Нейтроны на земной орбите

«БТН-Нейтрон» (1–2) — ядерно-физический эксперимент на борту Российского сегмента Международной космической станции по измерению нейтронной компоненты радиационного фона в околоземном пространстве, пространственного и временного распределения потоков и спектров нейтронов, в том числе во время солнечных вспышек.

Эксперимент проводится в несколько этапов, в ходе которых на МКС были и будут доставлены нейтронные спектрометры, способные регистрировать потоки нейтронов в широком диапазоне энергий (0,4 эВ—15 МэВ) и гамма-излучение (60 кэВ—10 МэВ).

Эксперименты «БТН-Нейтрон» и «БТН-Нейтрон-2» входят в Долгосрочную программу научно-прикладных исследований и экспериментов, планируемых на российском сегменте Международной космической станции (направление «Исследование Земли и космоса»).

Научные задачи

  • разработать физическую модель нейтронного альбедо атмосферы Земли с учетом эффектов долготы и широты точки измерения, времени суток и условий освещенности, состояния атмосферы;
  • создать физическую модель фона нейтронов в окрестности МКС в различных условиях полета;
  • построить физическую модель генерации заряженных и нейтральных частиц во время солнечных вспышек;
  • проводить одновременную регистрацию солнечных протонов и продуктов их взаимодействия с атмосферой Земли и Марса, совместно с нейтронным детектором ХЕНД, работающим на орбите Марса по программе Mars Odyssey;
  • одновременно регистрировать космические гамма-всплески идентичными приборами на орбите Земли и Марса, что дает возможность более точно определить направление на источник всплеска и наблюдать их послесвечение.иИсследовать радиационную стойкость образцов перспективных сцинтилляторов, размещаемых внутри блока электроники прибора и возвращаемых на Землю.

Миссия

Нейтроны в околоземном космическом пространстве возникают от взаимодействия галактических и солнечных космических лучей (ГКЛ и СКЛ) с верхней атмосферой Земли, от облучения космическими лучами и частицами радиационных поясов конструкционных элементов МКС и от мощных солнечных вспышек. Регистрация нейтронов на орбите МКС позволит выяснить зависимость потока нейтронов от географических координат и высоты орбиты станции, от состояния магнитоферы и атмосферы Земли и от солнечной активности.

Научная аппаратура БТН-М1

  • Блок детектирования БТН-МД из четырех независимых детекторов нейтронов: три пропорциональных газовых счетчика на основе 3He и один детектор нейтронов высоких энергий на основе кристалла стильбена
  • Блок электроники БТН-МЭ
  • Комплект кабелей для подключения блоков аппаратуры внутри и вне МКС
  • Кронштейн для размещения блока детектирования на внешней поверхности СМ «Звезда»

Аппаратура БТН-М1 была доставлена на МКС в октябре 2006 г. на борту ТКК «Прогресс» № 358, установлена и подключена в ноябре 2006 – феврале 2007 г. экипажем 14-й основной экспедиции: космонавтом РФ Михаилом Тюриным и астронавтом США Майклом Лопес-Алегрия. Блок БТН-МД размещен снаружи станции, блок БТН-МЭ — внутри станции. С 26 февраля 2007 г. аппаратура БТН-М1 штатно работает на МКС.

БТН-М1 представляет собой второй летный образец нейтронного спектрометра ХЕНД, доработанный в соответствии с требованиями к аппаратуре для МКС и размещенный внутри специальной фермы БТН-МФ.

Научная аппаратура БТН-М2

  • Блок детекторов нейтронов из пропорциональных счетчиков на основе изотопа гелия (3Не) с замедлителями разной толщины:
    • детектор тепловых нейтронов (ДТН);
    • детектор эпитепловых нейтронов (ДЭН);
    • детектор резонансных нейтронов (ДРН);
    • сцинтилляционный детектор на основе стильбена (ДБН), с защитой от заряженных частиц из органического сцинтиллятора для регистрации быстрых нейтронов.
  • Сцинтилляционный детектор (ДГ) на основе кристалла LaBr3 для регистрации гамма-излучения.

Аппаратура БТН-М2 устанавливается внутри гермоотсека (ГО) станции.

Головные организации и руководители

  • Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П. Королева (РКК «Энергия»): заказчик
  • Институт космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН): головной исполнитель
  • Научный руководитель эксперимента: д.ф.-м.н. Игорь Георгиевич Митрофанов

Коллаборация

  • Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ)
  • Научно-исследовательский институт атомных реакторов (НИИАР)
  • Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцына МГУ им. М.В. Ломоносова (НИИЯФ МГУ)
  • Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н.М. Федоровского Министерства природных ресурсов РФ (ВИМС)
  • Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН (ИМАШ)
  • Государственный научный центр Институт медико-биологических проблем РАН (ГНЦ РФ ИМБП РАН)
  • Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (ЦНИИМаш)
  • Центр подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина (ЦПК им. Ю.А. Гагарина)

Сайты

БТН-М1

Статус: работает

Запуск: 23.10.2006, 16:40 мск, космодром Байконур, ТГК «Прогресс М-58», РН «Союз-У»

Головное космическое агентство: ГК «Роскосмос»

Основной сайт: https://np.cosmos.ru/pribory/btn-m1

БТН-М2

Статус: подготовка

Запуск (предполагаемый): 2021, космодром Байконур, ТГК «Прогресс»

Головное космическое агентство: ГК «Роскосмос»

Основной сайт: https://np.cosmos.ru/pribory/btn-m2