Сотрудники Лаборатории проектирования специализированных интегральных микросхем НИЯУ МИФИ приняли участие в разработке научной аппаратуры для эксперимента «Нуклон»

По данным Роскосмоса 26 декабря 2014 года со стартового комплекса космодрома Байконур выполнен пуск ракеты-носителя «Союз-2.1б» с перспективным российским космическим аппаратом дистанционного зондирования Земли «Ресурс-П» № 2.

На аппарате размещена научная аппаратура эксперимента «НУКЛОН», одним из ключевых элементов которой стала микросхема съема и обработки сигналов многоканальных микрополосковых детекторов, разработанная сотрудниками Лаборатории проектирования специализированных интегральных микросхем НИЯУ МИФИ. Микросхема имеет уникальные параметры по динамическому диапазону обрабатываемых сигналов, не достигнутые в зарубежных аналогах (c.25 в http://www.europractice-ic.com/docs/Annual_report_2009.pdf).

«НУКЛОН» – это полностью отечественный астрофизический проект. Он включен в Федеральную космическую программу России, заказчиками проекта являются Федеральное космическое агентство и Российская академия наук.

Научная аппаратура «НУКЛОН», разработанная НИИЯФ МГУ в кооперации с НИЯУ МИФИ и другими российскими организациями, предназначена для исследования нашей галактики, ее объектов, поисков странной и темной материи путем регистрации и изучения галактических космических лучей. Они представляют собой интенсивный поток адронной компоненты: от протонов до самых тяжелых ядер по таблице Менделеева; а также меньший по интенсивности поток электронов и позитронов.

Общий вид космического аппарата «Ресурс-П» №2 с аппаратурой «НУКЛОН»

В состав аппаратуры входят блок измерения заряда, блок измерения энергии (миникалориметр) и блок выработки быстрого триггера.

Устройство миникалориметра и общая компоновка аппаратуры

В миникалориметре используются кремниевые детекторы, считывание и предварительная обработка сигнала с которых производится с помощью специализированной сложно-функциональной интегральной микросхемы (СИМС), разработанной Лабораторией проектирования специализированных интегральных микросхем НИЯУ МИФИ. Эта СИМС является первой отечественной разработкой 32-х канальной интегральной микросхемы для считывания и обработки информации с полупроводниковых детекторов. Она изготовлена по 0,35 мкм КМОП технологии компании OnSemi (Бельгия) и была опубликована европейской организацией Europractice в своем ежегодном отчете как образцовый проект (см. С.25 в http://www.europractice-ic.com/docs/Annual_report_2009.pdf).

Особенностью микросхемы является большой динамический диапазон входных сигналов (до 120 пКл), не достигнутый в зарубежных аналогах. Микросхема обеспечивает динамический диапазон 30000 мип при соотношении сигнал/шум 2.5 за счет изменения наклона передаточной характеристики. Благодаря этому микрокалориметр имеет мелкое секционирование и способен выделять по форме каскада электромагнитную компоненту космических лучей на фоне большого числа адронных событий.