В России создана считывающая система для регистрации отдельных фотонов

Ученые Института астрономии РАН совместно с НИИИС им. Ю.Е. Седакова разработала аппаратную часть считывающего устройства для космической обсерватории «Спектр-УФ». Устройство на основе отечественной радиационно-стойкой электроники заменит зарубежный аналог и будет регистрировать отдельные фотоны в режиме реального времени.

Работа основана на электронно-оптическом преобразователе (ЭОП): фотон попадает на фотокатод, выбивает электроны, их количество увеличивается в микроканальной пластине, на экране появляется вспышка. Задача читателя — запечатлеть эти вспышки с частотой 100 кадров в секунду и определить их координаты. Поток данных достигает гигабит в секунду, а радиоканал позволяет передавать только мегабиты, поэтому система сжимает информацию на борту, отправляя только координаты и время.

Разработка велась на отечественных радиационно-стойких процессорах, работающих на частотах в сотни мегагерц (а не гигагерц, как обычные чипы). Это потребовало адаптации алгоритмов к ограниченным вычислительным мощностям. Устройство уже создано и заменяет испанский аналог. Телескоп «Спектр-УФ», который называют преемником «Хаббла», планируется запустить в октябре 2031 года.

"Многие радиационно-стойкие процессоры, которые можно использовать в космосе, сегодня способны работать только на частотах в сотни мегагерц, а не на привычных нам гигагерцах. Соответственно, реализовать известные алгоритмы идентификации и обработки центроидов - координат вспышек - с учетом таких технических ограничений было непросто. Поэтому мы адаптировали известные математические алгоритмы с учетом имеющихся вычислительных мощностей", - отметил заместитель директора ИНАСАН по научной работе Сергей Сычевский.