В России создали считывающую систему для регистрирации отдельных фотонов

Учёные Института астрономии РАН совместно с НИИИС им. Ю.Е. Седакова разработали аппаратную часть считывающего устройства для космической обсерватории «Спектр-УФ». Прибор на отечественной радиационно-стойкой электронике заменит иностранный аналог и будет регистрировать отдельные фотоны в реальном времени. По информации научного портала «»Научная Россия», аппарат обрабатывает до 100 кадров в секунду (более 1 Гб/с) и отправляет на Землю только координаты и время вспышек, чтобы уложиться в узкий радиоканал. Запуск телескопа запланирован на октябрь 2031 года. В основе работы лежит электронно-оптический преобразователь (ЭОП): фотон ударяет в фотокатод, выбивает электроны, их число усиливается в микроканальной пластине, и на экране возникает вспышка. Задача считывающего устройства — фиксировать эти вспышки с частотой 100 кадров в секунду и определять их координаты. Поток данных достигает гигабит в секунду, а радиоканал позволяет передавать лишь мегабиты, поэтому система сжимает информацию на борту, отправляя только координаты и время. Разработка велась на отечественных радиационно-стойких процессорах, которые работают на частотах в сотни мегагерц (не гигагерцы, как обычные чипы). Это потребовало адаптации алгоритмов под ограниченные вычислительные мощности. Прибор уже создан и заменяет испанский аналог. Телескоп «Спектр-УФ», который называют преемником «Хаббла», планируют запустить в октябре 2031 года. «Многие радиационно-стойкие процессоры, которые можно применять в космосе, сегодня способны обеспечить частоты работы только в сотни мегагерц, а не привычные нам гигагерцы. Соответственно, известные алгоритмы выделения и обработки центроидов — координат вспышек — реализовать с учётом таких технических ограничений было непросто. Поэтому мы адаптировали известные математические алгоритмы с учётом доступных вычислительных мощностей», — отметил заместитель директора ИНАСАН по научной работе Сергей Сичевский.