14 605 21 0001 Федеральная целевая программа Исследования

<14. 605. 21. 0001> Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014— 2020 годы» Приоритетное направление: Транспортные и космические системы Программное мероприятие: 1. 3 Проведение прикладных научных исследований и разработок, направленных на создание продукции и технологий Соглашение № 14. 605. 21. 0001 от « 08» июля 2014 г. на период 2014 - 2016 гг. Тема: «Создание модулей контроля параметров потоков космических излучений на базе широкозонных полупроводниковых сенсоров для перспективных транспортных космических систем с длительным сроком функционирования» Руководитель проекта: заведующий научно-исследовательской лабораторией космических исследований в области технологий, систем и процессов МИЭМ НИУ ВШЭ, доктор технических наук, профессор В. П. Кулагин Получатель субсидии Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» (НИУ ВШЭ) Индустриальный партнер проекта – ООО «НПП «Микроприбор» Сайт организации: http: //mikropribor. ru/ Сфера деятельности: научные исследования и разработки в области естественных и технических наук; деятельность по техническому контролю, испытаниям и анализу; производство полупроводниковых элементов и приборов. Роль в проекте: подготовка и модернизация технологического оборудования для создания макетов узлов модуля контроля; расчёт показателей надёжности модуля контроля; коммерциализация результатов проекта. Ожидаемые результаты проекта 1. Концептуальная и математическая модель модуля контроля параметров ПКИ, верифицированная по результатам исследовательских испытаний. 2. Эскизная конструкторская документация на макет модуля контроля параметров ПКИ на основе алмазных детекторов и макеты узлов модуля. 3. Макет модуля контроля параметров ПКИ, обеспечивающего измерение параметров потоков электронов, протонов и тяжёлых заряженных частиц космического пространства. 4. Метод и алгоритм восстановления параметров потоков космического излучения по измерительным данным модуля контроля параметров ПКИ. 5. Проект ТЗ на ОКР. 6. Рекомендации и предложения по использованию полученных результатов, продвижению, рекламе и коммерциализации результатов проекта. Цели и задачи проекта Цель проекта - разработка и экспериментальная проверка методов и способов построения модуля контроля параметров потоков космических излучений нового поколения на базе широкозонных полупроводниковых сенсоров для перспективных транспортных космических систем с длительным сроком функционирования Основная задача проекта заключается в создании нового поколения приборов для контроля параметров потоков космических излучений, которые позволят в несколько раз увеличить сроки функционирования космических систем за счет обеспечения активной адаптивности к текущим радиационным условиям космоса. Перспективы практического использования Результаты проекта обеспечат переход к производству универсальных модулей контроля параметров потоков космического излучения (ПКИ) в составе бортовой аппаратуры космических аппаратов (КА) с большими сроками активного использования (15 – 20 лет). Использование модуля контроля параметров ПКИ на основе алмазных детекторов для регистрации потоков электронов, протонов и тяжёлых заряженных частиц космического пространства позволит обеспечить непрерывный мониторинг радиационной обстановки КА, объективно оценивать их остаточный ресурс и минимизировать риски внезапного выхода из строя систем РЭА космических аппаратов. Использование нейросетевого алгоритма восстановления параметров ПКИ по измерительным данным модуля обеспечит повышение точности и быстродействия модуля контроля параметров ПКИ. Текущие результаты проекта На основании разработанной математической модели модуля и математических моделей его узлов с учётом результатов проведенного имитационного моделирования и предварительных расчётов показателей надёжности была разработана эскизная конструкторская документация на макет модуля контроля параметров ПКИ и макеты его узлов. Были изготовлены макеты узлов модуля контроля параметров ПКИ и макет модуля, в соответствии с разработанными программами и методиками проведены их исследовательские испытания, по результатам которых проведена необходимая конструкторская и технологическая доработка устройства. Результаты повторных испытаний полностью подтвердили соответствие модуля и его узлов требованиям ТЗ и заявленным показателям. Показано, что макет модуля контроля параметров ПКИ обеспечивает измерение плотностей потока ионизирующих излучений с точностью не хуже 15%. Оригинальным решением в рамках проекта является разработка нового метода восстановления параметров ПКИ по выходному сигналу модуля контроля на основе нейросетевого подхода. На основе проведенного обобщения и оценки результатов проведенных исследований разработан проект ТЗ на ОКР по теме «Разработка аппаратуры контроля параметров полей космических излучений для перспективных транспортных космических систем с длительным сроком функционирования» . Модель модуля контроля: 1 – космическое излучение (КИ); f(E) – действительный спектр КИ; 2 – селективные фильтры; 3 – алмазные детекторы; W – энергия, передаваемая детектору одной частицей КИ; Q – выходной заряд детектора; 4 – зарядочувствительные усилители; U – выходное напряжение ЗЧУ; 5 – устройства сравнения; UREF – опорное напряжение; 6 – счётчики частиц; С – скорость счёта счётчиков; 7 – искусственная нейронная сеть; f*(E) – восстановленный спектр КИ. Фотографии макета модуля контроля параметров ПКИ Соглашение № 14. 605. 21. 0001