Даследчыкі Беларускага дзяржаўнага ўніверсітэта распрацавалі асаблівы матэрыял, прызначаны для працы ў экстрэмальных умовах космасу. Гаворка ідзе пра шматмэтавае сцынтыляцыйнае злучэнне, неўспрымальнае да агрэсіўнага касмічнага асяроддзя. Над праектам працаваў калектыў НДІ ядзерных праблем БДУ пад кіраўніцтвам загадчыка лабараторыі эксперыментальнай фізікі высокіх энергій прафесара Міхаіла Коржыка.
Сцынтыляцыйныя матэрыялы ўяўляюць сабой асаблівыя злучэнні, здольныя рэгістраваць іанізуючае выпраменьванне. У залежнасці ад складу яны знаходзяць прымяненне ў самых розных галінах – ад фізікі высокіх энергій да медыцыны і радыяцыйнага кантролю. Распрацоўка беларускіх навукоўцаў стала важным крокам у стварэнні прыбораў для спадарожнікаў новага пакалення, якія працуюць на калязямной арбіце.
– Праект выконваўся ў сціслыя тэрміны, усяго за тры гады, бо хацелася паспець запусціцца ў космас. І мы паспелі: спадарожнік быў выведзены на калязямную арбіту ў трэцяй дэкадзе снежня 2025 года. Надзвычай рады за студэнтаў і аспірантаў, для іх гэта стала білетам першага класа ў навуку! – дзеліцца сваімі ўражаннямі Міхаіл Коржык. – Распрацаваны матэрыял прыйшоўся даспадобы спецыялістам з МДУ, якія займаюцца праектаваннем спадарожнікаў і іх запускам. Ён быў падтрымана БРФФД і РНФ (РФ) у рамках сумеснага праекта. Усяго з боку НДІ ЯП БДУ ў працы ўдзельнічала 7 чалавек, з іх 3 – студэнты і аспіранты.
Супрацоўнікі НДІ ядзерных праблем БДУ ўпершыню на постсавецкай прасторы стварылі радыяцыйна і тэмператураўстойлівы сцынтылятар, здольны рэгістраваць адначасова і электрамагнітнае выпраменьванне, і нейтроны. Матэрыял адаптаваны да суровых касмічных умоў: ён вытрымлівае экстрэмальна нізкія тэмпературы, сонечныя ўспышкі і іншыя высокаэнергетычныя працэсы, якія адбываюцца ў сусвеце.
– Падчас выканання мегагранта ў кааперацыі з НДЦ «Курчатаўскі інстытут» мы адзначылі выдатныя дэтэктарныя ўласцівасці матэрыялу ў дачыненні да нейтронаў. Услед за гэтым амерыканскія даследчыкі вызначылі, што легіраваны цэрыем гадалінійалюміній-галіевы гранат (GAGG:Ce) валодае добрым профілем змены водгуку ў залежнасці ад тэмпературы ў шырокім дыяпазоне – як па святловыхадзе, так і па кінетыцы сцынтыляцыі. Гэта робіць матэрыял прыдатным для працы на спадарожніках. Больш за тое, GAGG:Ce негіграскапічны, радыяцыйна ўстойлівы, яркі, забяспечвае моцную загрузку і валодае вялікай шчыльнасцю, а таксама дэманструе нязначнае зніжэнне святловыхаду з назапашанай дозай апраменьвання. Gd-утрымлівальны GAGG:Ce эфектыўна паглынае цеплавыя нейтроны з наступным хуткім выпраменьваннем рэнтгенаўскіх і гама-прамянёў.
Працаздольнасць распрацоўкі ўжо пацверджана на практыцы. На яе аснове стварылі трэкавы гама-спектрометр для расійскага спадарожніка фармату 16U «Скарпіён», які належыць МДУ імя М. В. Ламаносава. Касмічны апарат паспяхова вывелі на арбіту ў снежні мінулага года, і цяпер навукоўцы ўжо атрымліваюць і аналізуюць першыя даныя з яго борта.
– Матэрыял ужо выпускаецца ў РФ і будзе выкарыстаны для абсталявання рою нанаспадарожнікаў. Ён дазваляе рэгістраваць розныя віды іанізуючага выпраменьвання з высокай эфектыўнасцю, гэта значыць з’яўляецца шматмэтавым сцынтылятарам новага пакалення. Даныя ўжо паступаюць, добра бачныя змены ў сферы радыяцыйных паясоў, інфармацыя для самастойнай апрацоўкі даступная на сайце МДУ, – дадаў прафесар
Навуковая апаратура на спадарожніку дазваляе праводзіць даследаванні, па маштабе супастаўныя з задачамі вялікіх касмічных апаратаў. Спектрометр вырашае тры асноўныя задачы: адсочвае радыяцыйную сітуацыю вакол Зямлі, аналізуе ўспышкі святла і гама-выпраменьванне для вывучэння астрафізічных працэсаў, а таксама ўдзельнічае ў эксперыментах па ўздзеянні космасу на біялагічныя ўзоры. Трэкавы гама-спектрометр адказвае за маніторынг радыяцыі ў верхніх пластах атмасферы і калязямной прасторы.
Сёння Беларускі дзяржаўны ўніверсітэт з’яўляецца прызнаным лідарам у развіцці касмічных тэхналогій у краіне. Універсітэт застаецца адзіным у Беларусі, які не проста праектуе, але і паспяхова запускае ўласныя нанаспадарожнікі – першы выйшаў на арбіту ў 2018-м, другі адправіўся ўслед за ім у 2023-м. Таксама высокімі дасягненнямі ВНУ ў галіне аэракасмічных тэхналогій з’яўляюцца праграмна-апаратныя комплексы, якія функцыянуюць на МКС. Сярод іх значная роля адводзіцца ўнікальнаму комплексу для аптычнага дыстанцыйнага зандзіравання Зямлі, які не мае сусветных аналагаў.
– Вядома, засталіся недаследаваныя моманты, прыходзяць ідэі па паляпшэнні ўласцівасцяў. Думаю, яны будуць рэалізаваны пры выкананні наступнага праекта БРФФД, так што чакаем абвяшчэння конкурсу. Мы яшчэ ў пачатку шляху, але відавочна, што матэрыял стаў здабыткам цывілізацыі і будзе шырока выкарыстоўвацца ў космасе. Спецыялісты НАСА ўжо рыхтуюць праект місіі ў бок Сонца. Матэрыял дэтэктара – гэты, – распавёў Міхаіл Коржык.
Таццяна САВІЦКАЯ
