Особенности научной миссии 239Alferov

Спутник 239Alferov, разработанный в Геоскане на базе платформы «Геоскан 3U», продолжает научную миссию, фиксируя космические события с помощью гамма-спектрометра. На 10 февраля 2026 года прибор зарегистрировал три гамма-всплеска, включая яркий всплеск GRB 260101A. Это событие стало первым значимым результатом работы гамма-спектрометра и подтвердило его способность обнаруживать и передавать данные для астрофизических исследований.

В статье — детали работы гамма-спектрометра и процесса передачи и проверки данных, а также о том, как технические решения Геоскана, использованные при создании спутника, помогают учёным, студентам и школьникам наблюдать за космическими событиями.

Исследование источников гамма-излучения с 239Alferov

Гамма-всплески — это кратковременные мощные выбросы гамма-излучения, которые сопровождают самые экстремальные по энерговыделению события во Вселенной, такие как вспышки сверхновых и слияния нейтронных звёзд. Гамма-всплески — одни из самых ярких событий во Вселенной, но до сих пор не до конца изучено, какие источники являются прародителями различных типов всплесков и какие процессы приводят к генерации таких мощных потоков излучения.

Чтобы понять природу каждого всплеска, нужно наблюдать его источник в как можно более широком диапазоне длин волн и привлекать как можно больше космических и наземных обсерваторий. Кубсат 239Alferov, созданный в Геоскане, присоединился к этим наблюдениям: данные с него будут помогать точно локализовать источники всплесков и уточнять их параметры для дальнейших наблюдений.

Актуальная тепловая карта фона высокоэнергетических частиц

Один из факторов, затрудняющих работу гамма-спектрометра на низкой орбите — участки с повышенным фоновым излучением, такие как радиационные пояса Земли и Южно-Атлантическая магнитная аномалия. Под фоновым излучением в этой статье мы подразумеваем ионизирующее излучение, которое может зафиксировать гамма-спектрометр. Это излучение включает в себя заряженные частицы высоких энергий (в основном протоны и электроны) и высокоэнергичные фотоны (гамма-кванты).

В зонах с относительно стабильным фоном прибор может регистрировать гамма-всплески, используя уровень фона как опорный и фиксируя события, которые значимо превышают его статистические флуктуации (естественные колебания). Однако в областях с повышенным фоновым излучением гамма-спектрометр не может точно отличить гамма-излучение от заряженных частиц, создающих значительную переменность фона, и не может зарегистрировать гамма-всплески. Данные из этих зон нужно исключать из анализа.

Для фильтрации данных учёные используют тепловые карты. Они отображают интенсивность фона в разных областях орбиты, позволяя выделить зоны с повышенным уровнем фона. Инженеры Геоскана также составили актуальную тепловую карту на основе данных, которые были записаны на 239Alferov в октябре 2025. Она совпала с общедоступными моделями, что подтвердило корректность получаемых данных и работы гамма-спектрометра.

Высокоскоростная передача больших объёмов данных

Главная задача инженеров Геоскана — приём со спутника корректных данных гамма-спектрометра и передача их в Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе для анализа и интерпретации.

Со спутника данные регулярно передаются на наземную станцию Геоскана X-диапазона с интервалом в несколько дней. X-диапазон играет ключевую роль, так как он имеет достаточную пропускную способность для передачи больших объёмов данных с гамма-спектрометра на Землю за короткий промежуток времени. Это важно для оперативного получения данных, их анализа и реагирования на обнаруженные события в реальном времени.

Регистрация протонного события после мощной солнечной вспышки

Гамма-спектрометр на 239Alferov регистрирует не только внегалактические гамма-всплески, но и другие явления в гамма-диапазоне — в нашей Галактике, на Солнце и в атмосфере Земли, а также может использоваться для мониторинга радиационных поясов.

В данных с 239Alferov за январь 2026 года можно проследить влияние протонного события (выброса ускоренных частиц), связанного с мощной вспышкой на Солнце, на радиационные пояса. На графиках ниже показана скорость счёта детектора в нескольких энергетических диапазонах 1 января, когда солнечная активность была низкой, и 20 января после вспышки. Резкие пики соответствуют пролётам через области с повышенным потоком заряженных частиц.

Первого января уровни фона в полярных и экваториальных областях близки. 20 января во время протонного события счёт в полярных широтах увеличивается в разы, а вблизи экватора меняется слабее — там детектор в основном видит космическое гамма-излучение на фоне обычной обстановки. Такая картина ожидаема для солнечно-протонных событий и показывает, что детектор корректно реагирует на изменения радиационной среды на орбите.

Регистрация гамма-всплеска

Благодаря детальному анализу фоновой обстановки, в данных с 239Alferov учёные ФТИ выделили и внегалактический гамма-всплеск. В записи появился короткий участок, где счёт заметно превышал ожидаемый для данного участка орбиты уровень фона. Затем исследователи сопоставили событие с данными других приборов, чтобы удостовериться в реальности зарегистрированного всплеска. GRB 260101A был также зарегистрирован несколькими космическими обсерваториями: Swift, Fermi, Konus-Wind, SVOM и GECAM-B.

По результатам наблюдения GRB 260101A сотрудники ФТИ им. А. Ф. Иоффе отправили информацию о событии в GCN Circular на сайте NASA. Это система, в которой публикуются краткие отчёты о космических событиях, в том числе о гамма-всплесках. Циркуляры помогают учёным оперативно обмениваться информацией о наблюдениях и быстро реагировать на важные открытия, чтобы другие исследователи могли также подтвердить событие и настроить аппаратуру для дальнейших наблюдений.

Точная синхронизация данных с глобальным временем

На борту спутника 239Alferov установлен модуль приёма данных ГНСС разработки Геоскана, который отвечает за точную синхронизацию времени спутника с глобальным временем. Она необходима для детального анализа данных и локализации источника гамма-всплеска на небе методом триангуляции. В частности, для локализации используются точно синхронизированные с глобальным временем данные от нескольких космических аппаратов, которые фиксируют один и тот же всплеск.

Точная синхронизация помогает получить локализацию и навести оптические телескопы на точку, где будет наблюдаться послесвечение всплеска — свет, который остаётся после основного выброса гамма-излучения. Это свечение предоставляет дополнительную информацию о физических процессах, происходивших в момент события, и помогает точнее локализовать источник.

Выбор режима наблюдения и передачи данных

Сейчас в режиме записи 239Alferov непрерывно фиксирует данные с интервалом в несколько дней. В будущем программное обеспечение будет обновлено, чтобы появилась возможность выключать гамма-спектрометр в зонах с повышенным фоном, которые отмечены на тепловой карте. Это позволит увеличить время работы спутника и снизить количество ложных срабатываний гамма-спектрометра.

«В настоящее время Геоскан является одним из лидеров в создании кубсатов и бортовых систем для них. У сотрудников компании есть опыт создания аппаратуры прикладного назначения, работающей на основе различных физических принципов. Разработка гамма-спектрометра и космического аппарата в Геоскане позволила получить большую гибкость в выборе режимов наблюдения и передачи данных, что должно дать значимый научный результат, а также получить необходимый опыт для создания последующих экспериментов по наблюдению гамма-всплесков», — прокомментировал Дмитрий Свинкин, старший научный сотрудник Лаборатории экспериментальной астрофизики ФТИ им. А. Ф. Иоффе.

В июле 2025 года на орбиту был выведен Геоскан-6, также оснащённый гамма-спектрометром. Сейчас спутник проходит этап настройки и тестирования, который включает в себя калибровку, настройку системы ориентации и проверку работы всех бортовых систем. После завершения настройки Геоскан-6 будет готов к целевой научной работе, включая проведение наблюдений за гамма-всплесками и другими астрофизическими явлениями.

Справочная информация

239Alferov — наноспутник на основе космической платформы «Геоскан 3U». Разработан Геосканом для проекта Space-π Фонда содействия инновациям по заказу Президентского физико-математического лицея № 239 и Физико-технической школы имени Ж. И. Алфёрова. В качестве полезной нагрузки на МКА установлен детектор гамма-излучения и абляционный импульсный плазменный двигатель VERA. Частоты 239Alferov скоординированы в Международном радиолюбительском союзе (IARU).  

239Alferov стал первым космическим аппаратом специализированной группировки проекта Space-π Фонда содействия инновациям «Охотники за сверхновыми», который зафиксировал гамма-всплеск. В 2027 году планируется запуск ещё нескольких малых астрофизических спутников группировки. Три из них будут созданы Геосканом совместно с Лабораторией экспериментальной астрофизики Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе. В разработке первого спутника серии также будет участвовать АНО «Развитие космического образования».

Информацию о гамма-всплесках, зарегистрированных астрофизическими спутниками разработки Геоскана, можно узнать на странице.

Источник.