En United Launch Alliance Atlas V-raket lyfter den 7 december 2021 från Space Launch Complex 41 vid Cape Canaveral Space Force Station, Florida. Raketen drev två satelliter från försvarsdepartementets rymdtestprogram ut i rymden. Kredit:U.S. Space Force / Joshua Conti
Forskare från U.S. Naval Research Laboratory lanserade det andra Strontium Jodide Radiation Instrument (SIRI-2) instrumentet i december 2021 ombord på Space Test Program (STP) Sat-6. SIRI-2, en gammastrålspektrometer, kommer att demonstrera prestandan hos europiumdopad strontiumjodid gammastrålningsteknologi med tillräckligt med aktivt område för operativa behov av försvarsdepartementet (DoD).
Det första SIRI-uppdraget lanserades den 3 december 2018 ombord på STP Sat-5 med ett ettårigt uppdrag för att undersöka detektorns svar på omloppsbakgrundsstrålning i låg jordomloppsbana (LEO). Det mycket större SIRI-2-instrumentet arbetar i en geosynkron bana där strålningsbakgrunden är avsevärt annorlunda i sammansättning.
"Tekniken som demonstreras i SIRI-2 kommer att behöva detektera små strålningssignaturer eller signaler i de mycket varierande bakgrundsstrålningsfälten som finns i rymden", säger Lee Mitchell, Ph.D., en NRL-forskningsfysiker. "Instrumentet kommer också att studera övergående fenomen, såsom solflammor under det ettåriga uppdraget."
SIRI-serien av instrument är designad för att rymdkvalificera nya gammastrålningsscintillatormaterial och avläsningselektronik.
En scintillator är ett material som uppvisar egenskapen luminescens när det exciteras av joniserande strålning och som vanligtvis används för strålningsdetektering. Självlysande material, när de träffas av inkommande partiklar, absorberar dess energi och återutsänder den absorberade energin i form av synligt ljus.
Instrumentet kommer också att testa ny Silicon Photomultiplier-teknik (SiPM) som omvandlar scintillationsljuset till elektroniska signaler och förväntas ersätta konventionella fotomultiplikatorrör. Dessa material och elektronik, i varierande grad, reagerar olika på den intensiva bakgrundsstrålningen i omloppsbanan.
"Vi hoppas kunna visa att den här tekniken kan användas i rymden, eftersom det kan vara svårt för vissa tekniker som utvecklats för markbaserade applikationer att fungera i den hårda rymdmiljön", sa Mitchell.
DoD har använt scintillationsdetektorer i rymden sedan 1960-talets Vela höghöjdsdetektionsprogram för kärnvapen. Scintillatorteknik används i stor utsträckning inom hela forskarvärlden inom områden som astrofysik och sol- och geovetenskap. "Medan vi minskade kostnaden, vikten och kraften för instrument av jämförbar storlek," sa Mitchell, "ledde dessa förbättringar till större känslighet och förbättrade i sin tur källans upptäckt och identifiering."
SIRI-2 slutförde utcheckning i omloppsbana den 10 januari. Mitchell sa:"Än så länge presterar instrumentet bra."
En sak som gör Mitchell och hans team entusiastiska är att se hur solaktiviteten ökar. Solcykeln är en 11-årig förändring av solens aktivitet mätt i termer av variationer i antalet observerade solfläckar på solytan, och uppdraget är väl i linje med toppen av solcykel 25.
"Medan toppen av solcykeln förväntas inträffa 2025, verkar det som om solen visar betydande aktivitet tidigare än väntat," sa Mitchell. "Solflossningsaktivitet är mest aktiv vid toppen av solcykeln, så vi hoppas att inte bara rymdkvalificera ny teknologi för DoD utan också ge betydande bidrag till solfysiken genom att studera gammastrålar som sänds ut under solflossar."
Som en uppföljning på SIRI-2 kommer SIRI-3 att ta till sig kunskap från de tidigare uppdragen för att utveckla ett stort prototypinstrument som förväntas lanseras i slutet av 2025. + Utforska vidare
