Гамма-400

28-04-2021, 02:23

ГАММА-400 (Гамма-Астрономическая Многофункциональная Модульная Аппаратура) — астрономический спутник, международный проект орбитальной астрофизической обсерватории для исследования высокоэнергетического гамма-излучения в космосе.

Комплекс научной аппаратуры, установленный на космической обсерватории ГАММА-400, предназначен для получения данных, необходимых для изучения природы «тёмной материи» во Вселенной, изучения природы происхождения высокоэнергичных космических лучей, исследования космических гамма-квантов в диапазоне высоких энергий от 100 МэВ до 3 ТэВ, регистрации заряженных частиц космических лучей, а также поиска и изучения гамма-всплесков.

Основные направления исследований

  • Поиск и исследование природы и свойств гипотетических слабовзаимодействующих массивных частиц (вимпов) и других возможных кандидатов на роль «тёмной материи»;
  • Изучение свойств переменной активности всевозможных астрофизических объектов (от отдельных звёзд до скоплений галактик) в диапазоне гамма-излучения;
  • Исследование свойств (механизмы генерации, ускорения, распространения и взаимодействия) космических лучей и высокоэнергетических заряженных частиц в галактическом и межгалактическом пространствах.

Научные задачи телескопа ГАММА-400

  • Измерения и изучения особенностей энергетических спектров галактического и внегалактического диффузного и изотропного гамма-излучения;
    • Поиск «гамма-линий» в спектре излучении дискретных гамма-источников, а также в диффузном и изотропном гамма-излучении, возникающих при аннигиляции, распаде и флуктуациях предполагаемых компонентов «тёмной материи»;
  • Регистрация потоков высокоэнергичных электронов и позитронов с энергией выше 1 ГэВ, с измерением их энергетических спектров, а также поиск особенностей, которые могли бы быть связаны с процессами аннигиляции и распада частиц «тёмной материи»;
  • Поиск новых и исследование (измерение энергетических спектров и светимости) существующих высокоэнергетических галактических и внегалактических дискретных источников гамма-излучения (остаточные эффекты сверхновых, пульсары, астрономические объекты с эффектом аккрецией, микроквазары, активные ядра галактик, блазары, квазары и другие);
  • Сравнение дискретных гамма-источников с известными источниками излучения в других диапазонах энергии, в том числе, и с дискретными источниками, зарегистрированными наземными гамма-телескопами;
  • Измерения переменности светимости и энергетического спектра дискретных гамма-источников высокой энергии;
  • Измерение галактических потоков лёгких ядер и ядер химических элементов периодическая система химических элементов до группы железа;
  • Поиск и исследование гамма-всплесков в диапазонах энергий 10 кэВ — 10 МэВ и 100 МэВ — 3 ТэВ;
  • Регистрация и изучение высокоэнергичного гамма-излучения, а также потоков заряженных частиц от солнечных вспышек.

Конструкция

Разработка конструкции и узлов проекта «ГАММА-400» и проведение исследований выполняется в рамках Федеральной космической программы Российской федерации 2006—2015 гг., утверждённой постановлением правительства РФ № 635 от 22 октября 2005 года с изменениями, утверждёнными постановлением правительства Российской Федерации № 235 от 31 марта 2011 года.

Комплекс научной аппаратуры космического аппарата «ГАММА-400» предполагается размещать на спутниковой платформе «Навигатор», разрабатываемой НПО им. Лавочкина.

Участники проекта

  • Отделение ядерной физики и астрофизики Физического института имени П. Н. Лебедева РАН;
  • Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» (Москва);
  • Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург);
  • ОАО «Научно-исследовательский институт электромеханики» (ОАО «НИИЭМ») (г. Истра, Московская область);
  • Научно-исследовательский институт системных исследований РАН (Москва);
  • Институт физики высоких энергий (ГНЦ ИФВЭ) (г. Протвино, Московская область);
  • Институт космических исследований РАН (ИКИ РАН) (Москва);
  • Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко (Киев, Украина);
  • Львовский центр Института космических исследований НАН и НКА Украины (г. Львов, Украина);
  • Институт сцинтилляционных материалов НАН Украины (г. Харьков, Украина);
  • Национальный институт ядерной физики (INFN) (г. Фраскати, Италия).

Научный руководитель проекта: профессор Аркадий Гальпер (ФИАН, МИФИ), заместитель научного руководителя: главный конструктор Николай Топчиев (ФИАН).

Комплекс научной аппаратуры

  • верхний и боковые детекторы антисовпадений для исключения из регистрации заряженных частиц;
  • конвертер-трекер (детектор элементарных частиц), представляющий собой 10 плоскостей двухслойных кремниевых стриповых координатных детекторов с шагом 0,1 мм, прослоенных вольфрамом;
  • времяпролётный сцинтилляционный детектор (расстояние между двумя детекторами системы — 500 мм);
  • координатно-чувствительный калориметр;
  • нейтронный детектор;
  • комплекс научного оборудования для регистрации гамма-всплесков — Конус-ФГ;
  • два звездных датчика с точностью 5";
  • два магнитометра.

Основные характеристики

  • диапазон энергий — 100 МэВ до 3 ТэВ;
  • аппаратура оптимизирована для энергии 100 ГэВ;
  • угловое разрешение (при Eγ > 100 ГэВ) — ~ 0,01°;
  • энергетическое разрешение (при Eγ > 100 ГэВ)— ~ 1 %;
  • чувствительная площадь — 1,0 м2;
  • эффективная площадь (при Eγ > 1 ГэВ) — ~0.4—0.5 м2;
  • режекция протонов — ~ 106;
  • вес комплекса научной аппаратуры — 4100 кг;
  • энергопотребление — 2000 Вт;
  • объём передаваемой информации — 100 Гбайт/сутки;
  • время активного существования — ~ 7—10 лет.

Сравнение со схожими проектами

Запуск

Космическая гамма-обсерватория Гамма-400 планируется к запуску в 2030 при помощи ракеты-носителя Протон-М и разгонного блока Бриз-М. Космический аппарат будет запущен на высокоэллиптическую орбиту с высотой апогея 300000 км и перигея — 500 км. Период обращения — 7 суток, угол наклонения орбиты — 51,8°. Предположительное время активного существования космического аппарата 7—10 лет.


  • Магнитный альфа-спектрометр
  • VIRGOHI21
  • PandaX
  • Гамма-распределение
  • Чуразов, Евгений Михайлович

  •  

    • Яндекс.Метрика
    • Индекс цитирования