Степ-Ф

«Степ-Ф» - супутниковий телескоп електронів і протонів, призначений для дослідження динаміки радіаційних поясів Землі під час сонячної та магнітосферної активності, розміщений на космічному апараті Коронас-Фотон. Прилад був виведений на орбіту Землі в складі КА 30 січня 2009 і вперше включений 19 лютого 2009.

Розробник

Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, Україна
Науковий керівник - Олексій Дудник

Наукові завдання експерименту

Дослідження динаміки енергетичних спектрів та пітч-кутових розподілів високоенергійних електронів і протонів радіаційних поясів Землі під час магнітосферних бур і суббурі, у результаті впливу високошвидкісних потоків сонячного вітру на магнітосферу Землі.
Дослідження хвильових процесів і динаміки високоенергетичних часток у магнітосфері Землі.

Цілі експерименту

Визначення висот переважного впливу електричної та магнітної компонент флуктуацій магнітного поля Землі на процес радіальної дифузії частинок радіаційних поясів.
Визначення залежності показника статичного спектру в пітч-кутових розподілах висипання електронів від величин Dst, Kp і AU-індексів, що характеризують магнітуду магнітосферної бурі на різних широтах.
Пошук кореляційних взаємозв'язків між радіосплесками на різних частотах, які реєструються на рівні поверхні Землі на середніх широтах, і сонячної, магнітосферної, і іоносферної активності.
Дослідження природи мікросплесків енергійних електронів під зовнішнім радіаційним поясом Землі.
Вивчення взаємозв'язку потоків захоплених і висипання частинок магнітосферного походження з протонними спалахами на Сонці і сонячними космічними променями.
Перевірка гіпотези про генетичний зв'язок потоків висипання енергійних електронів з радіаційних поясів Землі і механізму генерації ВЧ радіосплесків.

Основні характеристики і склад приладу

Прилад дозволяє реєструвати потоки:

електронів у діапазоні енергій 0,4 - 14,3 МеВ,
протонів у діапазоні енергій 9,8 - 61,0 МеВ,
альфа-частинок у діапазоні енергій 37,0 - 246,0 МеВ.

Прилад складається з блоку детекторів Степ-ФД, встановлюваного поза герметичним відсіком космічного апарату, і блоку обробки цифрової інформації степ-ФЭ. Блок детекторів (мал.) містить у собі два ідентичних кремнієвих позиційно-чутливих матричних детектора, кожен розміром 45x45мм і товщиною 350мкм, і два сцинтиляційних детектора на базі кристалів CsI (Tl), що переглядаються фотодіода великої площі. Поле зору телескопа становить 97x97 °. Розмір кожного з 36 квадратних елементів матриці на півпростору-водніковом детекторі становить 7,3 x7, 3 мм, що дозволяє отримати середню кутове дозволу-шення в загальному полі зору телескопа близько 8 °. Ефективні площі кожного з півпростору-воднікових детекторів - 20см 2, сцинтиляційних кристалічних детекторів - 36 і 49 см 2. Геометричний фактор приладу становить 20 см 2 • стер. Маса приладу Степ-Ф становить близько 16 кг.

Прилад Степ-Ф в нормальному режимі роботи після його включення працює не безперервно протягом усього періоду активного існування КА. Інформація видається в ССРНІ через кожні 30 секунд і містить у собі дані про потоки електронів, протонів і альфа-частинок в 12 енергетичних діапазонах по кожному сорту частинок в загальному вугіллі зору приладу, що дорівнює 970 x 970. Мінімальна тимчасова розподільчаздатність даних становить 2 секунди з метою вивчення тонкої структури часової динаміки потоків часток з високою щільністю під час проходження КА через радіаційні пояси і приполярні області.

Прилад визначає напрямок приходу кожного з 3-х сортів часток, які пройшли через як мінімум 2 перших детектора. Ця інформація надходить з тимчасовим дозволом 2 секунди, що дозволяє, зокрема визначати межі проникнення сонячних космічних променів середніх енергій в магнітосферу Землі в приполярних областях, а також визначати динаміку наповнення радіаційних поясів електронами і протонами з міжпланетного простору.

Джерела

Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна [Архівовано 14 вересня 2008 у Wayback Machine.]
Дудник О. В. Супутниковий телескоп електронів і протонів СТЕП-Ф наукового космічного проекту «КОРОНАС-Фотон» // Вісник Національної академії наук України. — 2017. — № 11. — ISSN 1027-3239. — DOI:10.15407/visn2017.11.053.