В космическом корабле для защиты экипажа и электроники от радиации необходимо инвестировать в эффективные системы радиационного контроля. Международная космическая станция (МКС), как и Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе, представляет собой сложную радиационную среду, требующую специальных дозиметрических устройств. Оптоволоконные технологии позволяют с высокой точностью измерять как распределенные, так и точечные дозы излучения.
18 августа астронавт ЕКА Томас Песке активировал эксперимент Lumina на МКС в рамках миссии ALPHA. В этом проекте, разработанном при координации Французского космического агентства, CNES, при участии ЦЕРН, Лаборатории Юбера Куриена Университета Жана-Монне-Сент-Этьена и iXblue, в качестве активных используются два оптических волокна длиной несколько километров. дозиметры для измерения ионизирующего излучения на МКС с очень высокой чувствительностью .
Даниэль Риччи, руководитель отдела волоконной оптики инженерного отдела ЦЕРН, объясняет: «При воздействии космической радиационной среды оптические волокна испытывают частичную потерю передаваемой мощности, которую мы называем ослаблением, вызванным излучением». Диего Ди Франческа, руководитель проекта волоконной дозиметрии в группе, подробно описывает, как работает дозиметр: «Используя эталонный канал управления, можно точно измерить радиационное ослабление некоторых специальных оптических волокон и сопоставить его с общей ионизацией. доза. Чувствительность устройства в основном определяется длиной волокна. В зависимости от конструкции дозиметра, чем длиннее оптоволоконный дозиметр, тем он более чувствительным ».
Чтобы предотвратить радиационное повреждение электроники внутри ускорителей, ЦЕРН уже шесть лет работает с датчиками излучения на основе оптических волокон. Основываясь на этом опыте, ЦЕРН внес технический вклад в Lumina, оказывая помощь в теоретическом анализе оптимизированной архитектуры дозиметров и проводя испытания на облучение с низкой и высокой дозой, необходимые для калибровки прибора. После того, как Томас Песке полностью установит эксперимент, ЦЕРН также внесет свой вклад в анализ наземных и полетных данных эксперимента в течение одного-пяти лет работы.
«Задача Lumina состоит в том, чтобы быть достаточно чувствительной, чтобы измерять низкие вариации интенсивности излучения, учитывая экранирование, обеспечиваемое оболочкой МКС. Калибровка, выполненная в ЦЕРНе на наземной эталонной модели, позволит нам провести постобработку измерений и приведет к к точным результатам », — объясняет Флоренс Клеман, руководитель проекта эксперимента Lumina в CNES / CADMOS. «Мы убеждены, что МКС — это только первый шаг для оптоволоконных дозиметров по мере нашего дальнейшего продвижения в космос. По мере удаления от Земли уровни радиации возрастают, а вместе с ними и необходимость надежного дозиметрического контроля».
Участвуя в этом эксперименте, ЦЕРН продолжает демонстрировать свою добавленную стоимость для космического сектора. «Этот совместный опыт в космосе является важным результатом рамочного соглашения о сотрудничестве, заключенного между ЦЕРН и CNES несколько лет назад, с особым вниманием к вопросам излучения», — подчеркивает Энрико Честа, координатор по аэрокосмическим приложениям в группе передачи знаний ЦЕРН. «Чтобы контролировать радиационное повреждение электроники, ЦЕРН разработал инструменты, которые также можно использовать на спутниках. В области радиационных испытаний наши уникальные технические средства могут воспроизводить различные среды, характерные для самых экстремальных радиационных условий в космосе».
