Российский детектор на борту спутника «Ломоносов» зарегистрировал 13 новых метеоров

Космический аппарат «Ломоносов».

Состав детектора TUS на борту спутника «Ломоносов».

Ученые МГУ с помощью орбитального детектора TUS на борту спутника «Ломоносов» (работал на орбите в 2016-2017 гг.), предназначенного для регистрации космических лучей предельно высоких энергий, попутно смогли исследовать и «тонкую структуру» ультрафиолетового свечения метеоров. Это стало важным этапом в реализации текущих и будущих масштабных орбитальных проектов на базе высокочувствительных УФ-телескопов. 

Созданный Корпорацией «ВНИИЭМ», научный спутник «Ломоносов» был выведен при первом пуске ракеты-носителя «Союз-2.1а» с космодрома «Восточный» в апреле 2016 г. На его борту находился высокочувствительный детектор TUS (Tracking Ultraviolet Set-up), разработанный в НИИ ядерной физики МГУ. Его основное предназначение — регистрация космических лучей предельно высоких энергий (в области 1020 эВ). Но попутно он мог регистрировать и другие быстро протекающие светящиеся процессы в атмосфере Земли: молниевые разряды, транзиентные атмосферные явления, а также метеоры. 

Благодаря углепластиковому зеркалу площадью 2 м2 и построению изображения трека на 256 каналах фотоприемника удалось достичь высокой чувствительности наблюдения «из космоса» (над облаками). Это позволило исследовать «тонкую структуру» кривой свечения метеора, — результат его взаимодействием с атмосферой Земли. Пиковая яркость метеора варьируется в зависимости от начальной массы, плотности и скорости, типа родительского метеороида. Для высокоскоростных метеоров характерна вспышка в конечной точке из-за внезапной фрагментации и/или изменения физических обстоятельств с усилением испарения или ионизации. Пылевые метеороиды могут создавать множество форм кривой свечения, таких как остроконечные, симметричные, плоские и т.д.

Научная работа исследователей НИИЯФ МГУ с результатами регистрации 13 метеоров была опубликована совместно с мексиканскими коллегами из университета Пуэбло. Её следует рассматривать в контексте других существующих и планируемых орбитальных проектов с высокочувствительными УФ-телескопами. Один из них, широкоугольный линзовый телескоп Mini-EUSO, — сейчас работает на борту МКС. В режиме непрерывного мониторинга с разрешением 40 мс зарегистрировал уже несколько тысяч событий типа УФ-метеор. Значительное повышение чувствительности телескопа и временного разрешения орбитального телескопа планируется в рамках будущих космических миссий K-EUSO и POEMMA.

«Высокая чувствительность орбитального телескопа наряду с использованием фотоэлектронных умножителей фактически «превращает» его в многофункциональную гео- и астрофизическую обсерваторию. Такой прибор позволяет исследовать не только «мгновенные» события типа треков широких атмосферных ливней из-за космических лучей предельно высоких энергий и регистрируемых с временным разрешением порядка 1 мкс. Но и «миллисекундные» треки метеоров, космического мусора и сложные пространственно-временные паттерны различного рода транзиентных световых явлений (эльфов, спрайтов, голубых струй, и т. п.)» — отметил научный сотрудник лаборатории космических лучей предельно-высоких энергий отдела космических наук НИИЯФ МГУ Сергей Шаракин.