RT-2

RT-2 — телескоп низкоэнергичного гамма-излучения, предназначенный для изучения быстрой переменности рентгеновского излучения в солнечных вспышках, размещенный на космическом аппарате Коронас-Фотон. Прибор был выведен на орбиту Земли в составе КА 30 января 2009 года и впервые включен 19 февраля 2009 года.

Прибор RT-2 из состава научной аппаратуры КА «Коронас-Фотон»

Разработчик

• ТАТА институт фундаментальных исследований (TIFR)
• Научный руководитель — доктор A. R. Rao
• Соруководитель — доктор M. N. Vahia

Научные задачи эксперимента

• Исследование рентгеновского и гамма-излучения космических источников: Солнца, галактических и внегалатических рентгеновских источников, ядер активных галактик, гамма-всплесков, жесткого рентгеновского диффузного фона.

Цели эксперимента

• Регистрация временных профилей солнечного рентгеновского излучения в энергетическом диапазоне 15 кэВ — 1 МэВ с временным разрешением 0,1 сек.
• Спектрометрия солнечного рентгеновского и гамма-излучения в энергетических диапазонах 10кэВ — 1МэВ.
• Получение изображений солнечных вспышек в жестком рентгеновском диапазоне с использованием полупроводникового детектора на основе CdZnTe и CMOS матрицы с нанесённым на неё сцинтиллятором GdOS.

Параметр	Сцинтилляционный детектор		ППД CdZnTe	GdOS/CMOS
	Режим
	фосвич	Монторинг Cs(Tl)
Энергетический диапазон	15—150 кэВ	0,15—1 МэВ	10—100 кэВ	15-200 кэВ
Эффективная площадь, см²	100	100	48	4,5
Энергетическое разрешение	<25 % (60 кэВ)	8 % (662 кэВ)	8 % (60 кэВ)	Пороговый режим работы

Принцип работы

RT-2 включает в себя три детекторных блока RT-2/S, RT-2/G, RT-2/CZT и блок электроники RT-2/E. Детекторные блоки располагаются вне гермоотсека спутника. Блок электроники располагается в гермоотсеке.

В блоках RT-2/S и RT-2/G используются одинаковые составные сцинтилляционные детекторы (фосвич-детекоры). Солнечное излучение через коллиматор попадает на композицию сцинтилляторов 3 мм NaI(Tl)/25 мм CsI(Na) с одинаковым диаметром 11,7 см, просматриваемых одним ФЭУ (фосвич-детектор). Рентгеновские фотоны поглощается в основном в NaI(Tl), гамма-кванты могут взаимодействовать в любом из них, а также выделить энергию одновременно в обоих. Сигналы с ФЭУ поступают в блок электроники, где по анализу формы сигнала выделяются события с энерговыделением только в NaI(Tl). Фоновое излучение в фосвич-моде может быть идентифицировано по взаимодействию излучения с кристаллом CsI(Na).

Сцинтилляционные детекторы работают параллельно в двух энергетических диапазонах: 15—150 кэВ (в фосвич-моде) и 0,27—1 МэВ (в спектрометрический моде по измерению полного сигнала от обоих сцинтилляторов). Фосвич-детекоры окружены пассивной защитой. Углы зрения определяются коллиматорами из тантала толщиной 0,2 мм. Для коллимированного излучения детекторы RT-2/S и RT-2/G имеют углы зрения: 4×4 и 6×6 градусов соответственно.

Калибровки детекторов проводятся на орбите с использованием маломощного радиоактивного источника 57Co. В блоке RT-2/CZT расположено два детектора жесткого рентгеновского излучения.

В одном из них использован полупроводник кадмий — цинк — теллур (CZT), который обладает высокой тормозной способностью, низким тепловым шумом, работоспособностью при температуре, близкой к комнатной (-10…+10 °C), а также высокой эффективностью регистрации для жесткого рентгеновского диапазона. Эффективная площадь детектора CdZnTe равна 48 см², что достигается использованием трёх модулей CdZnTe размером 40×40 мм. Каждый модуль CdZnTe представляет собой матрицу элементов размером 2,5×2,5 мм (5 мм толщиной) каждый.

Над CZT-детектором на расстоянии 40 см расположен коллиматор в виде кодированной апертурной маски со случайным расположением поглощающих элементов (КАМ). КАМ имеет два модуля размером по 16 см², толщиной 0,5 мм, материал — тантал. Размер каждого элемента 2,5×2,5 мм.

Оцененное угловое разрешение композиции CZT для слабых вспышек составляет 30 угловых минут, для мощных вспышек может быть улучшено обработкой вплоть до 2 угловых минут.

Другой детектор блока RT-2/CZT выполнен из сцинтиллятора GdOS размером 25×50 мм и толщиной 3 мм, находящемся в оптическом контакте с CMOS матрицей с эффективным размером пикселов 100×100 мкм. Над GdOS/CMOS детектором на расстоянии 40 см установлен коллиматор в виде двух пластин Френеля, диаметром 2,5 и 3 см соответственно, которые изготовлены из вольфрама толщиной 1 мм, обеспечивающие модуляцию излучения вплоть до 100 кэВ. Для наиболее мощных вспышек при их простой пространственной структуре угловое разрешение может достигать 5 угловых секунд.

Бортовая память составляет 10 Мбайт при одной или двух передачах телеметрических данных на Землю. Общий вес прибора RT-2 — 44 кг, энергопотребление — 20 Вт.

Ссылки

• Сайт прибора RT-2 (TIRF)
• RT-2 на официальном сайте Института астрофизики МИФИ