А. В. ПАРШУКОВ1,2, И. Г. МИТРОФАНОВ1, М. Л. ЛИТВАК1,
А. С. КОЗЫРЕВ1, А. Б. САНИН1, В. И. ТРЕТЬЯКОВ1
1Институт космических исследований РАН, Москва
2Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ИЗУЧЕНИЕ НЕЙТРОНОВ И ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
В МЕЖПЛАНЕТНОМ ПРОСТРАНСТВЕ И НА ОРБИТЕ МАРСА РОССИЙСКИМ ПРИБОРОМ ХЕНД
В статье представлен анализ данных потоков нейтронов и заряженных частиц, зарегистрированных российским прибором ХЕНД. Прибор ХЕНД установлен на борту космического аппарата НАСА 2001 Mars Odyssey и представляет собой инструмент для измерения потоков нейтронов с поверхности Марса в диапазоне энергией от 0.4 эВ до 15 МэВ.
7 апреля 2001 г к Марсу был запущен космический аппарат “Mars Odyssey–2001”. На его борту находятся комплекс научной аппаратуры GRS, а также инструменты THEMIS для фотографирования поверхности планеты в видимом и ближнем инфракрасном свете и MARIE для разведки радиационной обстановки. Комплекс аппаратуры GRS состоит из детекторного блока на основе высокочистого Германия для измерения гамма излучения Марса в широком энергетическом диапазоне с высокой разрешающей способностью (GSH), российского прибора ХЕНД для измерения быстрых и эпитепловых нейтронов, нейтронного спектрометра NS (Лос-Аламос, США) для измерения тепловых и эпитепловых нейтронов. Кроме этого, приборы ХЕНД и GSH используются для проведения программ астрофизических исследований, связанных с изучением космических гамма-всплесков и солнечных вспышек.
Прибор ХЕНД, разработанный в лаборатории космической гамма-спектроскопии ИКИ РАН, входит в состав комплекса GRS. Он объединяет пять различных регистрирующих устройств: три пропорциональных счетчика и сцинтилляционный блок с двумя сцинтилляторами. Все пропорциональные счетчики выполнены на основе промышленных 3He счетчиков LND2517 с полиэтиленовыми замедлителями разной толщины и кадмиевыми экранами (Cd). Т. к. полиэтиленовые замедлители этих счетчиков имеют различную толщину, то их рабочие энергетические диапазоны различны: 0.4 эВ – 1.0 кэВ для счетчика с тонким замедлителем (SD), 0.4 эВ – 100 кэВ для счетчика с замедлителем средней толщины (MD) и 10 эВ – 1.0 МэВ для счетчика с толстым двойным замедлителем (LD). Другим регистрирующим устройством является сцинтилляционный блок. Он состоит из двух сцинтилляторов: внешнего и внутреннего, каждый из которых просматривается фотоумножителем (ФЭУ). Внутренний сцинтиллятор окружен внешним с пяти сторон (кроме той, к которой присоединен ФЭУ). Он сделан из органического вещества стильбена и, таким образом, чувствителен к нейтронам с энергиями 800 кэВ – 15 МэВ, а также к гамма-квантам энергией 60 кэВ – 2 МэВ. Специальная схема разделения позволяет получать отдельно нейтронный (SC/IN/N) и гамма - (SC/IN/G) сигналы с ошибкой, не превышающей 10-3, по форме импульса.
В работе был изучен и проанализирован фон в различных детекторах, а также эпизоды повышенной солнечной активности на этапе перелета. Получены профили солнечных вспышек в различных энергетических диапазонах, выполнено их сравнение с наземными наблюдениями. В результате многомесячных наблюдений на орбите вокруг Марса было измерено нейтронное альбедо Марса в различных энергетических диапазонах, исследованы сезонные вариации альбедо, вызванные сменой сезонов на Марсе и перемещением атмосферной углекислоты между полюсами с образованием сезонных шапок. Для отдельных интервалов времени производились изменения конфигурации прибора ХЕНД, благодаря чему была получена возможность измерения потока заряженных частиц на орбите вокруг Марса. На основе полученных данных была изучена корреляция потока заряженных частиц с остаточным магнитным полем Марса.
Список литературы
1. , , и др. Поиск воды в грунте Марса по данным глобального картографирования потока нейтронов российским прибором ХЕНД на борту американского аппарата 2001 Mars Odyssey // Астрономический вестник 2003. Т. 37. №5. С. 400–412.
2. , , и др. Сезонные вариации потока нейтронов в области полярных шапок Марса по данным российского прибора ХЕНД проекта НАСА 2001 Mars Odyssey // Астрономический вестник 2003. Т. 37. №5. С. 413–422.
3. Boynton W. V., Feldman W. C., Mitrofanov I. G., et al. The Mars Odyssey Gamma-Ray Spectrometer Instrument Suite // Space Science Reviews. 2004. V. 110. P. 37–83.
