Этим летом французский астронавт Тома Песке (Thomas Pesquet) должен развернуть на МКС 9 километров оптоволокна, но не для совсем привычных нам целей. Нет, французский астронавт не планирует протянуть проводной интернет на высоте в 400 километров. Он будет ставить эксперимент, цель которого — измерить уровень радиации на борту МКС и за её пределами.
Сегодня оптоволокно используют на космических аппаратах, например, в конструкции гироскопов на геостационарных спутниках (волоконно-оптический гироскоп), высота полёта которых — около 36 000 километров. Инженеры обнаружили, что под воздействием ионизирующего излучения оптоволокно на спутниках темнеет. Ионизирующим излучением называются потоки излучения (рентгеновского или гамма) и заряженных и нейтральных частиц (электронов, протонов, альфа-частиц, нейтронов). Благодаря столь неожиданному эффекту учёные решили воспользоваться этой особенностью и разработали оптоволоконный дозиметр, нечувствительный к температуре.
Дозиметр из оптоволокна впервые испытают в условиях микрогравитации на борту МКС летом 2021 года. Материалы и оборудование для работы доставит на станцию грузовой корабль Cygnus. Эксперимент получил название Lumina и стал частью программы Alpha (серия научных исследований на МКС под руководством французского космического агентства CNES и его партнёров). На станцию доставят два мотка оптоволокна длиной 2 км и 7 км, после чего их подключат к электросети МКС. Лазерный диод в оптоволокне излучает свет с определенной длиной волны, а радиация создаёт дефекты в волокне, которые ослабляют его способность распространять свет. Постепенно волокно становится мутным, и мощность излучения, постоянно измеряемая на выходе волокна, уменьшается. С помощью лазерного диода можно соотнести потерю этой световой мощности с уровнем излучения, принимаемого волокном.
По словам руководителя эксперимента Флоренс Клемент (Florence Clément), структура волокна, его протяжённость и длина волны — это основные параметры для регулировки чувствительности дозиметра из оптоволокна. Однако при активном использовании оптоволокно быстро почернеет и потеряет свои качества. Учёным предстоит найти правильный баланс в использовании подобного дозиметра в каждой конкретной ситуации. Работа на поверхности небесного тела продиктует свои требования к его точности, а дальний космический полёт к долговечности.
На МКС астронавты, к счастью, наименее всех из космических путешественников подвержены солнечному или галактическому излучению. От нежелательного влияния космической среды их защищает магнитное поле Земли и оболочка самой станции. Однако в грядущих путешествиях к Луне, работе на окололунной станции Gateway и экспедициях на Марс нам предстоит уже подумать о радиационной защите под другим углом.
Дозиметры из оптоволокна помогут фиксировать начало вспышек на Солнце, что, по расчётам учёных, даст экипажу до 1 часа времени на подготовку убежища на космическом корабле или станции.
Инженеры также ведут разработку нарукавных вставок в космические скафандры. Это позволит астронавту в реальном времени отслеживать уровень получаемой радиации, например, во время работ на поверхности Луны.
Источник:
spacegate.cnes.fr
