SIRI-2 para cualificar tecnologías de detección de radiación en el espacio


Los científicos del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. lanzaron el segundo Instrumento de radiación de yoduro de estroncio (SIRI-2) en diciembre de 2021 a bordo del Programa de prueba espacial (STP) Sat-6. SIRI-2, un espectrómetro de rayos gamma, demostrará el rendimiento de la tecnología de detección de rayos gamma de yoduro de estroncio dopado con europio con suficiente área activa para las necesidades operativas del Departamento de Defensa (DoD).

Un cohete Atlas V de United Launch Alliance despega el 7 de diciembre de 2021 del Complejo de Lanzamiento Espacial 41 en la Estación de la Fuerza Espacial de Cabo Cañaveral, Florida. El cohete impulsó dos satélites del Programa de Pruebas Espaciales del Departamento de Defensa al espacio. Crédito: Fuerza Espacial de EE. UU. / Joshua Conti

La primera misión SIRI se lanzó el 3 de diciembre de 2018 a bordo de STP Sat-5 con una misión de un año para investigar la respuesta del detector a la radiación de fondo en órbita en órbita terrestre baja (LEO). El instrumento SIRI-2, mucho más grande, está operando en una órbita geosincrónica donde el fondo de radiación tiene una composición significativamente diferente.

«La tecnología que se está demostrando en SIRI-2 necesitará detectar pequeñas firmas o señales de radiación en los campos de radiación de fondo altamente variables que se encuentran en el espacio», dijo Lee Mitchell, Ph.D., físico investigador de NRL. «El instrumento también estudiará fenómenos transitorios, como erupciones solares durante la misión de un año».

La línea de instrumentos SIRI está diseñada para calificar para el espacio nuevos materiales de centelleo de rayos gamma y electrónica de lectura.

Un centelleador es un material que exhibe la propiedad de luminiscencia cuando es excitado por radiación ionizante y se usa comúnmente para la detección de radiación. Los materiales luminiscentes, cuando son golpeados por partículas entrantes, absorben su energía y vuelven a emitir la energía absorbida en forma de luz visible.

El instrumento también probará la nueva tecnología de fotomultiplicador de silicio (SiPM) que convierte la luz de centelleo en señales electrónicas y se espera que reemplace los tubos fotomultiplicadores convencionales. Estos materiales y componentes electrónicos, en diversos grados, reaccionan de manera diferente a la intensa radiación de fondo en órbita.

«Esperamos demostrar que esta tecnología se puede usar en el espacio, ya que puede ser difícil que algunas tecnologías desarrolladas para aplicaciones terrestres operen en el duro entorno espacial», dijo Mitchell.

El Departamento de Defensa ha estado utilizando detectores de centelleo en el espacio desde el programa de detección nuclear de gran altitud Vela de la década de 1960. La tecnología de centelleo se utiliza ampliamente en la comunidad científica en áreas como la astrofísica y las ciencias solares y terrestres. «Si bien redujimos el costo, el peso y la potencia de los instrumentos de tamaño comparable», dijo Mitchell, «estas mejoras llevaron a una mayor sensibilidad y, a su vez, mejoraron la detección e identificación de fuentes».

SIRI-2 completó la verificación en órbita el 10 de enero. Mitchell dijo: «Hasta ahora, el instrumento está funcionando bien».

Una cosa que tiene emocionados a Mitchell y su equipo es ver el aumento de la actividad solar. El ciclo solar es un cambio de 11 años en la actividad del sol medido en términos de variaciones en el número de manchas solares observadas en la superficie solar, y la misión está bien alineada con el pico del Ciclo Solar 25.

«Si bien se espera que el pico del ciclo solar ocurra en 2025, parece que el sol muestra una actividad significativa antes de lo esperado», dijo Mitchell. «La actividad de las erupciones solares es más activa en el pico del ciclo solar, por lo que esperamos no solo calificar para el espacio la nueva tecnología para el Departamento de Defensa, sino también hacer contribuciones significativas a la física solar mediante el estudio de los rayos gamma emitidos durante las erupciones solares».

Como continuación de SIRI-2, SIRI-3 tomará el conocimiento obtenido de las misiones anteriores para desarrollar un gran prototipo de instrumento que se espera que se lance a fines de 2025.

Con información de Naval Research Laboratory

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