БТН-НЕЙТРОН | Space Research Institute

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, наблюдать их послесвечение;
исследовать 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