Эксперимент «БТН-Нейтрон» на Российском сегменте МКС

Как уже сообщалось, 3 декабря 2024 года начался второй этап эксперимента «БТН-Нейтрон» на Российском сегменте Международной космической станции. К научной аппаратуре БТН-М1, которая с 2007 г. регистрирует нейтроны и гамма-излучение на внешней поверхности модуля «Звезда», добавилась аппаратура БТН-М2, установленная внутри гермоотсека Многоцелевого лабораторного модуля «Наука».

С декабря прошлого года по данным БТН-М2 был измерен поток нейтронов на борту модуля «Наука», которые возникают в верхних слоях земной атмосферы и в веществе самой станции в ядерных реакциях под действием потоков галактических и солнечных энергичных заряженных частиц.

Полученных данных синхронных измерений аппаратурой БТН-М1 вне гермоотсека модуля «Звезда» и аппаратурой БТН-М2 внутри гермоотсека модуля «Наука» оказалось вполне достаточно для оценки нейтронной компоненты радиационного фона на борту МКС над различными районами земной поверхности для текущей фазы цикла солнечной активности.

Поэтому было решено временно изменить конфигурацию аппаратуры БТН-М2 для измерения эффективности входящих в ее комплект защитных экранов от нейтронного излучения. Экраны были установлены 12 февраля 2025 г. космонавтами ГК «Роскосмос» Алексеем Овчининым и Иваном Вагнером (см. новость ГК «Роскосмос»).

Телеметрическая информация, полученная с «одетой» аппаратуры БТН-М2, полностью подтвердила исходные теоретические оценки эффективности для предложенного метода нейтронного экранирования.

На рисунке представлены спектры отсчетов в гелиевых детекторах быстрых (слева) и надтепловых (справа) нейтронов. Черный и красный цвета соответствуют измерениям без экранов и с экранами. Коэффициенты эффективности экранировки быстрых и надтепловых нейтронов составляют 3.4 и 5.0 соответственно.

Полученный результат подтвердил целесообразность применения метода защиты от космических нейтронов, предложенного сотрудниками ИКИ РАН совместно с коллегами из Объединенного института ядерных исследований для картографирования массовой доли водяного льда в полярном реголите Луны по данным нейтронного телескопа ЛЕНД на борту лунного спутника НАСА ЛРО (см. Science, vol. 330, issue 6003, p. 483, 2010).

Исследования нейтронного экранирования будут продолжены на борту МКС для различных условий солнечной активности, которая сейчас проходит через пик 11-летнего цикла. Такие исследования также планируется продолжить на борту перспективной Российской орбитальной станции РОС, полярная орбита которой позволит испытать защиту в условиях повышенного радиационного фона на полюсах, сопоставимого с фоном в межпланетном пространстве.