SIRI-2 til at kvalificere teknologier til strålingsdetektering i rummet

Forskere fra U.S. Naval Research Laboratory lancerede det andet Strontium Iodide Radiation Instrument (SIRI-2) instrument i december 2021 ombord på Space Test Program (STP) Sat-6. SIRI-2, et gamma-strålespektrometer, vil demonstrere ydeevnen af ​​europium-doteret strontiumiodid gammastråledetektionsteknologi med tilstrækkeligt aktivt område til Department of Defense (DoD) operationelle behov.

Den første SIRI-mission blev lanceret den 3. december 2018 ombord på STP Sat-5 med en etårig mission for at undersøge detektorens reaktion på baggrundsstråling i kredsløb i lav kredsløb om jorden (LEO). Det meget større SIRI-2-instrument fungerer i en geosynkron bane, hvor strålingsbaggrunden er væsentlig anderledes i sammensætning.

"Teknologien, der bliver demonstreret i SIRI-2, bliver nødt til at detektere små strålingssignaturer eller signaler i de meget variable baggrundsstrålingsfelter, der findes i rummet," sagde Lee Mitchell, Ph.D., en NRL-forskningsfysiker. "Instrumentet vil også studere forbigående fænomener, såsom soludbrud under den etårige mission."

SIRI-serien af ​​instrumenter er designet til at rumkvalificere nye gammastrålescintillatormaterialer og udlæsningselektronik.

En scintillator er et materiale, der udviser egenskaben luminescens, når det exciteres af ioniserende stråling, og som almindeligvis bruges til strålingsdetektion. Selvlysende materialer, når de rammes af indkommende partikler, absorberer dets energi og genudsender den absorberede energi i form af synligt lys.

Instrumentet vil også teste ny Silicon Photomultiplier (SiPM) teknologi, som konverterer scintillationslyset til elektroniske signaler og forventes at erstatte konventionelle fotomultiplikatorrør. Disse materialer og elektronik reagerer i varierende grad forskelligt på den intense baggrundsstråling i kredsløb.

"Vi håber at vise, at denne teknologi kan bruges i rummet, da det kan være svært for nogle teknologier, der er udviklet til jordbaserede applikationer, at fungere i det barske rummiljø," sagde Mitchell.

DoD har brugt scintillationsdetektorer i rummet siden 1960'ernes Vela-nukleare detektionsprogram i høj højde. Scintillatorteknologi er meget udbredt i hele det videnskabelige samfund inden for områder som astrofysik og sol- og jordvidenskab. "Mens vi reducerede omkostningerne, vægten og kraften for instrumenter af sammenlignelig størrelse," sagde Mitchell, "førte disse forbedringer til større følsomhed og forbedrede igen kildedetektering og identifikation."

SIRI-2 gennemførte on-orbit checkout den 10. januar. Mitchell sagde:"Indtil videre klarer instrumentet sig godt."

En ting, der gør Mitchell og hans team begejstrede, er at se optagelsen af ​​solaktivitet. Solcyklussen er en 11-årig ændring i solens aktivitet målt i form af variationer i antallet af observerede solpletter på soloverfladen, og missionen er godt på linje med toppen af ​​solcyklus 25.

"Mens toppen af ​​solcyklussen forventes at finde sted i 2025, ser det ud til, at solen viser betydelig aktivitet tidligere end forventet," sagde Mitchell. "Soludbrudsaktivitet er mest aktiv på toppen af ​​solcyklussen, så vi håber ikke kun at rumkvalificere ny teknologi til DoD, men også at yde betydelige bidrag til solfysikken ved at studere gammastråler, der udsendes under soludbrud."

Som en opfølgning på SIRI-2 vil SIRI-3 tage viden fra de tidligere missioner for at udvikle et stort prototypeinstrument, der forventes at blive lanceret i slutningen af ​​2025. + Udforsk yderligere

Kraftig soludbrud bryder ud fra solen