ИСТИНА

С апреля 2016 года по декабрь 2017 г. на околоземной солнечносинхронной орбите (высота около 500 км, наклонение 97,4$^\circ$, период примерно 94 мин) находился спутник «Ломоносов», в состав научной аппаратуры которого входил детектор космических лучей предельно высоких энергий (КЛ ПВЭ) «ТУС». «ТУС» - зеркальный телескоп флуоресцентного свечения широкого атмосферного ливня. В фокусе зеркала «ТУС» располагался многоканальный фотоприемник, осуществляющий преобразование падающего на него УФ-излучения (в диапазоне 300-400 нм) в цифровой сигнал во время пролета спутника на ночной стороне Земли. Предполетные контрольные измерения детектора позволили оценить эффективность оптической системы детектора, а также осуществить калибровку всех 256 каналов, представляющих собой ФЭУ R1463 фирмы Hamamatsu (Япония). Однако на начальном этапе работы детектора в его системе управления произошел сбой, приведший к тому, что детектор в течение некоторого времени был экспонирован и на дневной стороне. Предварительный анализ регистрируемых данных показал, что чувствительность большинства каналов при этом изменилась. В рамках космического эксперимента «ТУС» специального дополнительного оборудования для проведения полетной калибровки предусмотрено не было, ввиду чего возникла необходимость разработки и реализации метода, позволяющего оценить коэффициенты чувствительности каналов по данным, зарегистрированным детектором во время работы на орбите. Идея новой методики заключается в вычислении двух статистических характеристик стационарного сигнала – его среднего и дисперсии. Несмотря на то, что триггерная система детектора «ТУС» осуществляет отбор событий с резким нарастанием сигнала в одном или нескольких соседних каналах («вспышка»), большое количество сигналов в каналах носило ярко выраженный стационарный характер. УФ-излучение (квази)постоянной интенсивности в канале детектора преобразуется в цифровой код АЦП, флуктуирующий во времени возле некоторого среднего значения – базового уровня кода АЦП $A$. Время накопления сигнала (длительность такта) равно 0,8 мкс, длительность развертки цифровой осциллограммы 256 тактов. При этом ФЭУ работает в так называемом режиме постоянного тока с нагрузкой на аноде с $RC$, равным 0,6 мкс. В этом режиме чувствительность канала при известной квантовой эффективности (для фотокатодов R1463 она была оценена на уровне 21%) пропорциональна коэффициенту усиления динодной системы ФЭУ $G$. С другой стороны, дисперсия флуктуаций кода АЦП $\sigma_A^2$ относительно $A$ пропорциональна $G^2$. Теоретический расчет показал, что в режиме постоянного тока в случае отсутствия шума в динодной системе и темнового тока $G=2C/(\alpha q_e)\cdot \sigma_A^2/A$, где $C = 30$ пФ – анодная емкость, а $\alpha=512$ В-1 – коэффициент преобразования напряжения в код АЦП ($q_e$ – фундаментальный заряд). В общем случае зависимость $\sigma_A^2(A)$ носит приближенно линейный характер, а ее угловой коэффициент с точностью до фиксированного множителя совпадает с $G$, $\sigma_A^2(A) =kGA+B$. Построение линейной аппроксимации для стационарных сигналов, зарегистрированных «ТУС», позволило вычислить $kG$ для всех работающих каналов детектора. Для уточнения значения коэффициента $k$ (его отличия от теоретического) в лабораторных условиях был проведен специальный контрольный лабораторный эксперимент с модулем фотоприемника, идентичным тем, что установлены в детекторе. В результате были получены новые оценки коэффициентов усиления $G$ всех каналов фотоприемника детектора «ТУС» уже в процессе проведения эксперимента на борту.