www.iki.rssi.ru

Нейтронный детектор АДРОН-РМ для проекта «ExoMars»

Задачи проекта

ЭкзоМарс – совместная программа российской госкорпорации «Роскосмос» и Европейского космического агентства (ЕКА) по исследованию Марса. По программе был осуществлён успешный запуск орбитальной миссии ЭкзоМарс-2016 и запланирован запуск посадочной миссии ЭкзоМарс-2020. После запуска в 2020 году на поверхность Марса планируется доставить два спускаемых аппарата: европейский марсоход и российскую посадочную платформу.

Нейтронный детектор АДРОН-РМ, который планируется установить на борт европейского ровера, позволит провести анализ водородной компоненты (представленной как связанная вода, водяной лед или молекулы OH (Н2О) в гидратированных минералах) в верхнем слое поверхности Марса.

Нейтронное зондирование марсианской поверхности впервые было успешно проведено экспериментом ДАН установленном на борту Марсианской Научной Лаборатории НАСА. Основываясь на последних полученных результатах с прибора, существует серьезная корреляция между данными полученными в результате измерения потока нейтронов приходящих из космоса и по измерениям при помощи нейтронного генератора установленного на борту марсохода.

Нейтронный детектор АДРОН-РМ состоит из двух пропорциональных счётчиков наполненных газом 3He, один из которых имеет кадмиевую защиту для исключения потока нейтронов с низкой энергией. Параллельное измерение потока нейтронов в тепловом и эпитепловом диапазоне позволяет проводить оценку подповерхностной структуры марсианского грунта в районе движения марсохода. По оценке водородной компоненты в разных точках движения можно будет получить процентное значение среднего содержание воды в районе посадки миссии. Другой важной задачей является работа в тесной связи с другими приборами, установленными на марсоходе, в целях выбора наиболее оптимального места для проведения эксперимента по бурению грунта.

Марсоход ЭкзоМарс-2020 — шестиколёсный ровер, который будет весить порядка 300 кг. В составе марсохода есть 70-см бур, который позволяет работать с различными типами грунта, а также три наращиваемые штанги, каждая из которых позволяет увеличить глубину бурения примерно на 50 см. При помощи всех трёх наращиваемых штанг бур позволяет получать образцы породы с глубины до 2 метров.

Конструкция прибора и размещение на борту

АДРОН-РМ представляет собой единый блок. Конфигурационные решения блока схожи с конфигурацией блока ДАН-ДЭ. Для прибора также применяются промышленные пропорциональные счетчики, наполненные 3He. АДРОН-РМ позволяет проводить измерения 32-канальных спектров тепловых и эпитепловых нейтронов в энергетическом диапазоне 0.01 эВ – 0.5 МэВ.

Прибор расположен внутри корпуса марсохода. Блок прибора АДРОН-РМ имеет простое крепление на борт с 4-мя посадочными местами. Научная аппаратура АДРОН-РМ связана специальным тепловым интерфейсом (thermal strap) с научной палубой КА, который позволяет избежать переохлаждения прибора. Блок прибора крепится к борту специальными теплоизоляционными стойками, которые позволят минимизировать внешние тепловые воздействия. За сохранение рабочей температуры посадочных мест блока прибора в промежутке от –45 oC до + 60 oC будут отвечать системы корабля. Электрические интерфейсы и интерфейсы данных разрабатываются в соответствии с требованиями проекта.

Более подробное описание конструкции и принципов работы прибора можно прочитать в статье: The ADRON-RM Instrument Onboard the ExoMars Rover

Рис. 1. Общий вид АДРОН-РМ

Рис. 2. Планируемое размещение на борту

Основные параметры

Разработчики и соисполнители

Заказчик - Федеральное космическое агентство.

Головной исполнитель – Институт космических исследований Российской академии наук (ИКИ РАН).

Руководитель проекта АДРОН-РМ – д.ф.-м.н. И.Г. Митрофанов.

Работы по проекту АДРОН-РМ ведутся на основании Госконтракта № 025-8120/13/446 от 23 декабря 2013 года.

Работы по проекту АДРОН-РМ запланированы на период с 2013 по 2016 (выполняется после 2015 года в рамках ФКП-2025) гг. (разработка, испытания, компоновка и поставка инструмента) и 2016 – 2022 гг. (управление и обработка полученных данных).