En Russie, le MEPhI a mis au point avec succès un instrument prototype pour l'étude des aurores, qui sera embarqué à bord d'un CubeSat

Récemment, le laboratoire de recherche géospatiale de l'Université nationale de recherche nucléaire « Institut de physique et de technologie de Moscou » (National Research Nuclear University MEPhI, en abrégé MEPhI) a annoncé avoir développé avec succès un instrument prototype destiné à détecter les électrons de haute énergie de la ceinture de radiation externe de la Terre. Ce dispositif constitue une charge utile scientifique clé pour l'étude de l'origine des aurores, et sera lancé en orbite à l'avenir dans le cadre de la plateforme spatiale CubeSat 3U de la société Geoscan LLC (CubeSat).

En termes d'architecture technique et de paramètres essentiels, ce détecteur est spécialement conçu pour les petits engins spatiaux, surmontant les contraintes strictes de dimensions et de consommation d'énergie. Son composant central utilise un cristal scintillateur d'iodure de césium dopé au thallium (CsI(Tl)), capable de convertir efficacement l'énergie du rayonnement ionisant en lumière visible. Face aux caractéristiques de réflexion et de propagation latérales des photons dans le cristal d'iodure de césium, l'équipe du projet a testé diverses configurations de photomultiplicateurs au silicium (Silicon Photomultiplier, SiPM), parvenant à un équilibre entre l'efficacité de collecte de la lumière, l'uniformité et la complexité des composants électroniques. En outre, l'équipe a développé de manière autonome une carte d'acquisition de données analogiques dédiée, garantissant la stabilité de la tension d'alimentation face aux fluctuations extrêmes de température en orbite, et intégrant un réseau de portes programmables in situ (FPGA) comme cœur de calcul, permettant une numérisation efficace et un filtrage en temps réel des signaux impulsionnels de l'ordre de la nanoseconde, optimisant ainsi la capacité de stockage et la bande passante de transmission descendante limitées du CubeSat.

Selon les informations disponibles, le prototype du détecteur assemblé est entré avec succès dans la phase de tests de calibration. Les résultats des tests préliminaires indiquent que ce dispositif est non seulement capable de détecter avec précision la présence d'électrons de haute énergie, mais aussi de déterminer avec exactitude leur énergie. Ce projet a été réalisé grâce à la collaboration conjointe des enseignants, des étudiants universitaires ainsi que des élèves du primaire et du secondaire du laboratoire de recherche géospatiale du MEPhI, qui ont conçu et amélioré la carte de circuit imprimé centrale à partir de zéro.

Il est à noter que ce projet constitue une composante importante du programme scientifique et éducatif russe « Space-Pi », organisé par la Fondation d'aide aux petites entreprises innovantes (FASIE) et bénéficiant d'un soutien majeur du programme fédéral « Talents de l'espace ». Les experts du secteur soulignent que le succès de la mise en œuvre de cet instrument fournira non seulement des données essentielles pour la surveillance de la météorologie spatiale en orbite basse et l'étude de la dynamique des ceintures de radiation, mais ouvrira également une voie innovante de pratique pour la formation d'une nouvelle génération de talents en technologie spatiale.