Семинары

"Мы не подводим итогов..."

7 декабря в ЛНФ в смешанном формате состоялся общелабораторный семинар, на котором материалы своих диссертационных работ представили сотрудники отдела ядерной планетологии Института космических исследований РАН (Москва) М.И.Мокроусов и С.Ю.Никифоров.

Кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией разработки ядерно-физических приборов для космических аппаратов М.И.Мокроусов выступил с докладом "Космические ядерно-физические приборы для исследований планет и околоземного космического пространства". Он рассказал о своем вкладе в качестве ведущего конструктора в создание пяти приборов, которые успешно работают на поверхностях космических тел или орбитах, их конструктивных особенностях, о полученных с помощью этих приборов результатах.

Эксперимент "БТН-нейтрон", в котором задействован прибор ХЕНД, начался в 2007 году, проводится в российском сегменте МКС в несколько этапов. Сейчас идет первый этап эксперимента. Его цель - построение физической модели нейтронного альбедо атмосферы Земли и фона нейтронов в окрестности МКС. Также проводится одновременная регистрация солнечных протонов и космических гамма всплесков вместе с аналогичным прибором ХЕНД, работающим на орбите Марса. Именно при разработке детектора нейтронов ХЕНД автор впервые приехал в ОИЯИ, познакомился с В.Н.Швецовым (ЛНФ) и Г.Н.Тимошенко (ЛРБ). С помощью российского прибора ЛЕНД, работающего на борту аппарата NASA LRO, ведется поиск водяного льда в верхнем слое грунта Луны. В результате его работы получены карты высокого пространственного разрешения распространенности воды на полюсах Луны и в ее приполярных областях. Задача, стоящая перед российским детектором эпитепловых нейтронов высокого разрешения ФРЕНД на борту орбитального аппарата ExoMars, - создать карту распространенности воды в верхнем слое грунта Марса с пространственным разрешением порядка десятков километров.

С 2012 года продолжается работа российского приборного комплекса ДАН в рамках научной миссии марсохода NASA Curiosity. Уникальный нейтронный детектор при помощи импульсного нейтронного генератора, произведенного во ВНИИА имени Н.Л.Духова, зондирует участки поверхности Марса вдоль трассы марсохода по дну кратера Гейл мощными (за один импульс испускается до 10 миллионов частиц с энергией 14 МэВ) нейтронными импульсами. Полученные данные позволили установить, что в древности кратер заполняло озеро. Эти и другие данные помогут в поиске районов планеты с наиболее благоприятными условиями для возможного существования примитивной жизни. Меркурианский гамма- и нейтронный спектрометр для изучения элементного состава вещества поверхности Меркурия МГНС сейчас летит на борту европейско-японского космического аппарата BepiColombo. Его задача - поиск и картографирование приповерхностного льда, изучение элементного состава поверхности Меркурия.

Рассказал докладчик и о перспективных разработках, расширяющих возможности существующих приборов. Среди них - разрабатываемый вместе с ОИЯИ гамма-спектрометр с мечеными заряженными частицами.

С докладом "Оценка массовой доли воды в приповерхностном веществе Марса на основе данных измерений нейтронного альбедо его поверхности" выступил С.Ю.Никифоров. Он участвовал в разработке прибора АДРОН-РМ для марсохода, прототипом для которого послужил детектор ДАН. Прибор сейчас проходит финальные испытания в Турине. А детектор ДАН на текущий момент прошел вместе с марсоходом 26 км по поверхности "красной планеты", исследуя ее в пассивном и активном режиме. С.Ю.Никифоров предложил метод оценки массовой доли воды по пассивным измерениям. По мнению автора, метод хорошо работает и может быть применен в приборе АДРОН-РМ.

После окончания семинара я попросила начальника отдела ядерной планетологии ИКИ РАН Ю.Г.Митрофанова подвести итоги 25-летнего сотрудничества с ЛНФ:

- Да, четверть века - юбилей, но мы никаких итогов не подводим, наше сотрудничество продолжается, расширяется и будет расширяться. Действительно, прошла четверть века, действительно, огромную роль сыграли Валерий Николаевич Швецов и тот коллектив, с которым мы в 1997 году встретились. Я люблю повторять эту фразу, я и сейчас ее скажу: мы понимали наш первый прибор ХЕНД, понимали по физическим принципам, что мы можем его сделать, но то, что его можно исполнить именно в такой реализации, с такими чувствительными детекторами и такой маленькой массы, а американцы - люди жесткие, они ни сто граммов не добавят, - конечно, в этом заслуга Валерия Николаевича и его коллег. Я помню эти первые обсуждения, когда мы с ребятами возвращались из Дубны, впервые прозвучала мысль, что можно этот прибор сделать с коллиматором, чтобы одновременно совместить хорошее пространственное разрешение и достаточно высокую чувствительность, потому что это довольно противоречивые требования. Первые результаты по численному моделированию этого прибора были получены именно здесь. Потом мы сами проводили много аналогичных расчетов, это стало для нас уже рутинной работой.

Наше сотрудничество продолжается, и в том приборе, о котором сегодня рассказал Максим, мы именно на фазотроне ЛЯП ОИЯИ убедились, что с метками от протонов все правильно получается. И, наконец, тот нейтронный генератор, который стоит на марсоходе, стареет, его мишень постепенно расходуется, интенсивность падает. Именно в Дубне находится его полный аналог, точная копия, созданная одновременно и по тем же технологиям. Он является как бы генератором сопровождения, периодически Валерий Николаевич и наши ребята собираются и проводят его очередную диагностику, и таким образом мы понимаем, что происходит с генератором на Марсе. Здесь его сопровождают специалисты, это важно, а в ИКИ мы генератор уже вообще не можем включать из-за экологических требований. В ЛНФ создана маленькая марсианская лаборатория: из огромного количества стекла создали аналог марсианского грунта, и там мы не только проверяем работоспособность стареющего генератора, но и проводим какие-то специальные физические эксперименты. Например, моделируем слоистость грунта - воду-то мы нашли, но сказать точно, на какой она глубине, не можем, нужны косвенные подходы, поэтому здесь мы экспериментально понимаем, насколько хорошо мы увидим воду на разной глубине. Полиэтилен моделирует воду, им мы перекладываем стекло, и здесь ребята воспроизводят марсианскую вечную мерзлоту, работая вместе с коллегами из ЛНФ.

Одним словом, сотрудничество продолжается, развивается, и мы будем стараться, чтобы коллегам из ЛНФ было с нами интересно, а нам с ними интересно.

- Действительно, путь пройден большой, но мы не собираемся останавливаться, - подтвердил директор ЛНФ В.Н.Швецов. - В сотрудничество вовлекаются другие установки Института, в том числе все результаты со всеми мечеными частицами - это результаты трехлетней работы на фазотроне. Отдельная благодарность руководству ЛЯП и Геннадию Валентиновичу Мицыну, с которым мы непосредственно контактируем в этих работах. Огромное участие принимает ЛРБ, конкретно - Геннадий Николаевич Тимошенко и Владимир Александрович Крылов со своими коллегами. Осенью коллеги из ИКИ участвовали в международном рабочем совещании по использованию пучков комплекса NICA для инновационных и прикладных исследований. Вроде бы предложенная тематика вошла в перечень для дальнейшего рассмотрения, поэтому я надеюсь, что мы имеем очень хорошие перспективы на NICA, а там выведены пучки в широком диапазоне энергий - от 3 МэВ до 4,5 ГэВ, с разными интенсивностями, так что есть перспективы на дальнейшее сотрудничество, и мы останавливаться не собираемся.

Ольга ТАРАНТИНА,
фото Елены ПУЗЫНИНОЙ