Форма 2
Приложение № 1
к государственному контракту
от «____»__________ 2009 г.
№___02.518.11.7159_______
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
на выполнение научно-исследовательских работ по теме:
«Поиск предела ускорения космических лучей в Галактике и мониторинг состояния атмосферы, ближнего и дальнего космоса на Астрофизическом комплексе МГУ-ИГУ для исследования космических лучей сверхвысоких энергий (установки Тунка и ШАЛ-МГУ )»
Название УСУ: «Астрофизический комплекс МГУ-ИГУ для исследования космических лучей сверхвысоких энергий (установки Тунка и ШАЛ-МГУ)» (Астрофизический комплекс МГУ-ИГУ)
Шифр «2009-07-1.8-00-05-079»
1. Основание для проведения научно-исследовательской работы (НИР)
Решение Конкурсной комиссии Роснауки № 3 (протокол от «__27_» _мая____ 2009 г. № __7____).
Начало работ: «01» июня 2009 г.
Окончание работ: «3130» октября 2010 г.
2. Головной исполнитель и соисполнители НИР:
Головной исполнитель: Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.
г. Москва
Соисполнители:
- Научно-исследовательский институт прикладной физики Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования “Иркутский государственный университет” Федерального агентства по образованию России
- Учреждение Российской академии наук Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН.
- Учреждение Российской академии наук Институт ядерных исследований РАН
4.Государственное научное учреждение Государственный астрономический институт имени П.К.Штернберга Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова.
3. Цель выполнения НИР
1. Проведение исследований в области изучения космических объектов.
1.1 Поиск предела ускорения космических лучей в Галактике.
Диапазон энергий около 1017 -1018 эВ изучен в очень немногих экспериментах, а полученные данные очень противоречивы. Низкий поток космических лучей требует установок с площадью, существенно большей чем “плотные” установки ШАЛ площадью порядка 0.1 км2, а сравнительно небольшие размеры атмосферных ливней требуют более плотного расположения детекторов, чем в существующих установках большой площади таких, как Якутская установка, AGASA, или создаваемая гигантская установка Auger в Аргентине. Большинство “плотных” установок перекрывают только первую существенную структуру в энергетическом спектре космических лучей - классическое “колено” при энергии 3 1015 эВ, но не вторую, подобную структуру, вблизи 1018 эВ. Поэтому ключевое значение имеет установка, которая бы позволила с высокой точностью измерить энергетический спектр и массовый состав космических лучей во всем диапазоне энергий между 1015 и 1018 эВ. Такой установкой будет черенковская установка «Тунка-133», проект которой был одобрен в конце 2004 года Научным советом РАН по комплексной проблеме “Космические лучи”. Площадь установки ТУНКА-133 около 1км2.
За один год работы (400 часов наблюдений) установка зарегистрирует свыше 300 событий с энергий более 1017 эВ. В 2009 году планируется завершить развертывание установки Тунка-133 и приступить к исследованию потоков космических лучей как от источников нашей Галактики (оболочки сверхновых звезд, пульсары), так и от источников внегалактического происхождения - ядер активных галактик.
1.2. Поиск синхротронного оптического излучения от гамма-всплесков.
2. Проведение исследований и обеспечение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ, проводимых организациями Российской Федерации, с предоставлением возможности использования методов научных исследований, разработанных или освоенных с помощью уникальной установки.
Для поиска синхронного оптического излучения, сопровождающего гамма-всплески на астрофизическом полигоне в Тункинской долине будет развернут оптический комплекс, включающий в себя роботизированный телескоп МАСТЕР, который тем самым будет осуществлять мониторинг дальнего космоса.
- Развитие материально-технической базы УСУ путем дооснащения имеющихся специализированных комплексов, приобретаемым научным оборудованием для обеспечения и развития исследований в форме коллективного пользования.
- Дооснастить Дооснащение черенковской установки Тунка-133 новыми типами детекторов для повышения ее информативности. Разработать и установить Разработка и установка опытного экземпляра мюонного детектора большой площади для совместной работы с установкой Тунка-133. Установить Установка новых антенн для регистрации радиоизлучения от ШАЛ и изучить изучение точности восстановления энергии ШАЛ по радиоизлучению. Установить Установка на астрофизическом полигоне детектора нейтронов, как для совместной работы с установкой Тунка-133, так и для мониторинга потока нейтронов в сейсмически активном районе Прибайкалья.
- Исследовать Исследование связи между вариациями потоков первичных и вторичных космических лучей с процессами в атмосфере и в ближнем космосе. Завершить модернизацию. Завершение модернизации установки ШАЛ-МГУ и дооснащение ее необходимыми детекторами для осуществления мониторинга атмосферы и ближнего космоса
4. Основные требования к выполнению НИР
- Состав разрабатываемой научно-технической продукции
Обоснование развиваемого направления исследований, изложение методик проведения исследований, описание полученных результатов собственных НИР и НИР, выполненных для сторонних организаций, приводятся раздельно. Результаты НИР должны быть приняты к публикации в рецензируемом научном журнале.
Астрофизический комплекс состоит из 2-х установок, регистрирующих широкие атмосферные ливни (ШАЛ) от космических лучей сверхвысоких энергий: Тунка-133 и ШАЛ-МГУ.
Установка Тунка-133 расположена в Тункинской долине (республика Бурятия) в 50 км от озера Байкал. Установка регистрирует космические лучи по черенковскому свету, излучаемому в атмосфере заряженными частицами ШАЛ. Такой метод регистрации, при котором атмосфера выступает, как гигантский калориметр, позволяет достичь наилучшей точности в определении энергии космической частицы. Установка состоит из 133 оптических детекторов, расположенных на площади 1 км2. К настоящему времени работает 70% детекторов. Пуск всей установки намечен на осень 2009 года. Светосила новой установки почти в 40 раз больше установки Тунка-25, работавшей в Тункинской долине до 2006 года. При создании установки были использованы все достижения современной электроники (передача информации по оптоволоконным кабелям, сверхбыстрые АЦП с частотой 200 МГц, перепрограммируемые логические матрицы), что качественно улучшило информацию о регистрируемом событии. Точность локации оси ШАЛ составляет 6 м, точность восстановления энергии - 15 %, а точность восстановления положения максимума развития ливня Xmax - 25 г/см2. Информация о форме сигнала с каждого детектора позволяет восстанавливать положение оси ливня, даже если ось ливня находится вне геометрии установки. При этом эффективная площадь установки в области энергий выше 1017 эВ возрастает почти в 10 раз.
Для поиска возможного оптического сопровождения гамма-всплесков будет проводиться непрерывный мониторинг неба с целью поиска всех не содержащихся в астрономических каталогах объектов. Для этого на астрофизическом полигоне будет установлена мобильная астрономическая система телескопов-роботов МАСТЕР VWF (Very Wide Field), включающая 2 камеры сверхширокого поля (полное поле зрения 2000 квадратных градусов) и «большой» телескоп широкого поля зрения. Кроме синхронного оптического излучения источников гамма-всплесков, система телескопов будет фиксировать неизвестные астероиды, кометы и вспышки сверхновых. Комплекс аппаратуры, сочетающий установку, регистрирующую вспышки атмосферного черенковского света, и системы оптических телескопов МАСТЕР может оказаться уникальным детектором особо интенсивных гамма-всплесков.
Установка ШАЛ-МГУ представляет собой сеть из более чем сорока детекторов электронно-фотонной компоненты ШАЛ площадью 1м2 каждый, расположенных на территории МГУ на площади 60х120 м2. Для мониторинга приземного слоя атмосферы установка дополнена детектором тепловых нейтронов площадью 6 м2 и измерителем электростатического поля атмосферы. Параметры атмосферы - давление, температура, влажность измеряются автоматически с помощью компактной метеостанции. Для поиска анизотропии потока мюонов в состав установки входит мюонный телескоп с площадью верхнего слоя 4 м2 и нижнего 8 м2. Измерения в каждом детекторе установки переводятся в цифровой формат и передаются в центральную часть по оптоволоконному кабелю. Управление всеми частями установки производится единой программой. Команды и калибровочная информация передаются в каждый детектор и принимаются автономно по оптоволоконному кабелю, что снижает до минимума уровень наводок на аппаратуру.
4.2. Требования по назначению научно-технической продукции
Проведение НИР, актуальной для инновационного развития российских технологий по приоритетным направлениям Программы.
Черенковская установка ШАЛ Тунка-133, с площадью 1 км2 позволяет исследовать область перехода от Галактических космических лучей к внегалактическими. Роботизированный телескоп МАСТЕР позволяет осуществлять поиск оптического сопровождения гамма-всплесков.
4.3. Технические характеристики
НИР должна выполняться с использованием современных материально-технической базы и методик и обеспечивать получение актуальных результатов.
1.В установке нового поколения Тунка-133 используются измерительные каналы, позволяющие проводить оцифровку формы сигналов с шагом 5 нс и система синхронизации и сбор данных с использованием оптоволоконной линии связи.
2.На комплексной оптической установке МАСТЕР применяется программное обеспечение, разработанное в ГАИШ, позволяющее в реальном времени производить астрометрическую и фотометрическую обработку изображений. Производительность комплекса МАСТЕР в обзорном режиме (мониторинге) составляет 500 квадратных градусов в час до 20-й звездной величины, что является рекордной для мировой астрономии.
3. Установки астрофизического комплекса (Тунка-133 и МАСТЕР) будут подключены к сети Интернет для возможности оперативного удаленного контроля состояния установок комплекса и пересылки информации в Иркутск и Москву для обработки.
4. На установке ШАЛ МГУ синхронизация времени с мировым временем UTC производится с помощью GPS приёмника, атмосферные условия мониторируются с помощью компактной метеостанции фирмы Conrad Electronics. Интерфейс между установкой и основным компьютером организован по универсальной последовательной шине USB2.0.
5. Технико-экономические показатели
5.1. Основные технико-экономические требования
5.1.1. Исследования с использованием УСУ должны обеспечивать получение новых знаний в области: прогнозирования состояния окружающей среды, физических и химических процессов в ней, оценки и освоения ресурсов, оценки техногенных и природных рисков, изучения космических объектов.
Исследование энергетического спектра и массового состава космических лучей на черенковской установке Тунка-133 позволит понять до каких максимальных энергий ускоряются космические лучи в остатках сверхновых звезд различных типов и тем самым дадут возможность глубже понять природу этих важнейших для энергетического баланса Галактики объектов.
Исследования оптического сопровождения гамма-всплесков на телескопе МАСТЕР позволит существенно продвинуться в построении теории магнитовращательного коллапса сверхмассивных звезд, как причины возникновения собственного оптического излучения гамма-всплесков.
Мониторирование потоков первичных и вторичных космических лучей позволит глубже продвинуться в понимании связи космических лучей и процессов в атмосфере и ближнем космосе.
5.1.2. Полученные результаты и разработанные методы должны быть ориентированы на широкое применение в научно-исследовательских организациях.
Полученные результаты будут использованы для построения моделей происхождения и ускорения первичных космических лучей высоких энергий, а также при построении моделей эволюции и развития Вселенной. Результаты работы будут использованы для подготовки новых и модернизации существующих университетских курсов лекций, создания новых учебных практикумов, проведения производственной практики студентов, написания курсовых и дипломных работ, а также для подготовки специалистов высшей квалификации. Основные идеи и технические решения, которые будут найдены в ходе выполнения проекта, могут быть использованы при создании других сложных многопроцессорных измерительно-вычислительных систем с удаленной распределенной системой измерительных и выходных преобразователей с наносекундным временным разрешением.
Результаты проведенных исследований, по исследованию космических лучей сверхвысоких энергий, теории ускорения и распространения космических лучей, по поиску оптического сопровождения гамма-всплесков и мониторированию атмосферы и ближнего космоса с помощью первичных и вторичных космических лучей представляют интерес для следующих организаций:
1. Научно-исследовательский институт прикладной физики ГОУ ВПО "Иркутский государственный университет", г. Иркутск, Россия.
2. Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В.Ломоносова, г. Москва, Россия.
3. Учреждение Российской академии наук Институт ядерных исследований РАН, г. Москва, Россия.
4. Учреждение Российской академии наук Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН, г.Троицк, Россия.
5. Учреждение Российской академии наук Институт солнечно-земной физики СО РАН, г. Иркутск, Россия.
6. Deutsches Electronen-Synchrotron, DESY, г. Гамбург, г.Цойтен, Германия.
7. Universita' degli Studi di Torino, Dipartimento di Fisika Generale, г.Турин, Италия.
8. Humboldt Universitt, г.Берлин, Германия
9. Universitt Karlsruhe, г. Карлсруэ, Германия.
10. Forschungszentrum Karlsruhe (FZK), г. Карлсруэ, Германия.
11 Department of Physics and Astronomy, University of Kansas, USA
12 Уральский государственный университет, Екатеринбург, Россия
13. Иркутский государственный университет, физический факультет, г. Иркутск, Россия.
14. Благовещенский педагогический университет, г. Благовещенск, Россия
Прототип разработанной для установки Тунка-133 системы сбора данных (оцифровка всех аналоговых сигналов с шагом 5 нс, использование оптоволокна для синхронизации и передачи данных) предполагается использовать в проектируемом Байкальском нейтринном телескопе НТ1000.
Исследуемая методика регистрации ШАЛ по радиоизлучению может быть использована в проектируемой гигантской установке по исследованию космических лучей ультравысоких энергий Auger-North.
5.1.3. Разрабатываемые в рамках данного проекта установки должны обеспечить проведение исследований на существенно более высоком уровне достоверности и информативности:
Установка Тунка-133 позволит исследовать весь диапазон от 1015 до 1018 эВ единым методом регистрации атмосферного черенковского света с единой энергетической калибровкой, что позволит снять все сомнения в изменении состава и существовании второго «колена» в спектре. Наличие радиоантенн в составе установки позволит продвинуться в освоении новой методики исследования космических лучей сверхвысоких энергий путем регистрации радиосигнала от ШАЛ.
C вводом в строй телескопа МАСТЕР в долине Тунка в России будет получена роботизированная сеть с разнесенными по долготе телескопами на 5 часов (Бурятия -.Кисловодск), что позволит вести практически круглосуточный мониторинг неба. Учитывая параметры комплекса МАСТЕР мы получим уникальную сеть, превосходящую по своим возможностям зарубежные аналоги.
На установке ШАЛ-МГУ благодаря наличию большого числа детекторов различного типа (установка ШАЛ, мюонный телескоп, детекторы нейтронов, измерители электрического поля и атмосферного давления) можно проводить мониторинг состояния верхних слоев атмосферы и ближнего космоса путем исследования анизотропии в приходе ШАЛ и атмосферных мюонов, изучение возможной связи между грозовыми явлениями и широкими атмосферными ливнями.
- В отчете по работе должна быть предусмотрена технико-экономическая оценка полученных результатов.
1. Обновление парка научного оборудования, закрепленного за УСУ
- стоимость закрепленного за УСУ научного оборудования на основании сведений бухгалтерского учета по состоянию на 01.01.2009 г. составляет 15 795 000 рублей (приложение № 2 к настоящему техническому заданию).
- стоимость планируемого объема закупок материалов, используемых при модернизации Астрофизического комплекса, комплектующих и специального оборудования в 2009 - 20010 годах составляет 1655300 рублей.
2. Количество дипломных работ, кандидатских и докторских диссертаций, подготовленных с использованием УСУ
В 2009-2010 годах студентами МГУ и ИГУ будет защищено 10 дипломных работ с использованием научного оборудования Астрофизического комплекса МГУ-ИГУ.
В 2009-2010 годах будет подготовлена к защите одна докторская диссертация и шесть кандидатских диссертаций.
3. Количество научных публикаций, подготовленных по результатам исследований с использованием УСУ в 2009-2010 годах
По итогам работы в 2009-2010 годах будут подготовлены следующие публикации:
- статьи во всероссийских изданиях 22
- статьи в зарубежных журналах 15
- доклады 60
- Должно быть осуществлено научно-методическое и приборное обеспечение научно-исследовательских работ, проводимых организациями Российской Федерации.
- Научно-методические результаты и результаты новых технических разработок будут в приоритетном порядке предоставлены организациям, проводящим исследования по государственным контрактам, заключенным в рамках мероприятий Программы.
- Должны быть проведены мероприятия по текущему содержанию и модернизации Астрофизического комплекса МГУ-ИГУ.
Кроме развертывания новых детекторов, предполагается приобрести оборудование для подключения Астрофизического полигона в Тункинской долине к сети Интернет.
В общежитии полигона будет модернизирована система подачи воды, установлена душевая кабинка, проведен ремонт помещений.
- Должны быть созданы условия для достижения высоких значений загрузки Астрофизического комплекса МГУ-ИГУ.
Черенковская установка ТУНКА может работать только в безлунные ночи и при условии высокой прозрачности атмосферы. Для повышения эффективности работы установки в эти периоды будет налажена система постоянного контроля за качеством получаемой информации. Установка Тунка-133 будет включаться в течение всего периода безлунных ночей с сентября по апрель. Предполагается достичь 400 часов работы установки. Телескоп МАСТЕР будет включаться круглогодично в ночное время.
Мониторинг космических лучей будет проводиться круглосуточно. Предполагается, что полное время работы установки составит 95% календарного.
- Должны быть проведены работы по обеспечению единства и достоверности измерений.
- Должна быть разработана Программа развития Астрофизического комплекса МГУ-ИГУ на 2009-2010 годы.
Главное направление исследований в области сверхвысоких энергий состоит в поиске предела ускорения космических лучей в Галактике и определении области перехода от галактических космических лучей к внегалактическим. Для решения этих проблем осенью 2009 года будет закончено создание новой черенковской установки Тунка-133 площадью 1 км2 с малым раздвижением между детекторами. Установки с такими параметрами (площадь, энергетический диапазон и точность восстановления энергии первичной частицы) в мире не существует. Совместный, проведенный с единых теоретических позиций, анализ данных черенковской установки и установки ШАЛ-МГУ позволит существенным образом продвинуться в исследовании космических лучей сверхвысоких энергий.
Для выполнения этих задач запланировано проведение следующих работ:
1.Завершение развертывания в 2009 году черенковской установки Тунка-133 площадью 1 км2 и исследование космических лучей в диапазоне 1015 - 1018 эВ. Проведение эффективной эксплуатации этой установки.
2. Для поиска возможного оптического сопровождения гамма-всплесков будет проводиться непрерывный мониторинг неба с целью поиска всех не содержащихся в астрономических каталогах объектов. Для этого на астрофизическом полигоне будет установлена мобильная астрономическая система телескопов-роботов МАСТЕР VWF (Very Wide Field), включающая 2 камеры сверхширокого поля (полное поле зрения 2000 квадратных градусов) и «большой» телескоп широкого поля зрения. Кроме синхронного оптического излучения источников гамма-всплесков, система телескопов будет фиксировать неизвестные астероиды, кометы и вспышки сверхновых.
3. Изучение альтернативных методов исследования космических лучей сверхвысоких энергий, например, регистрация радиоизлучения от ШАЛ, развертывание создание сети радиоантенн для их тестирование совместно с установкой Тунка-133.
4. Дальнейшее развитие информативности установки связано с развертыванием в составе установки сети мюонных детекторов большой площади. В 2010 году будет разработан и установлен первый экземпляр такого детектора.
5.С введением в 2008 году в состав установки ШАЛ-МГУ детектора тепловых нейтронов, мюонного телескопа и измерителя электрического поля в приземном слое атмосферы вместе с использованием метеостанции для измерения температуры, давления и влажности атмосферы отрылась возможность эффективно проводить мониторинг приземной части атмосферы и ближнего космоса. Вместе с тем исследование потока тепловых нейтронов в составе ШАЛ позволит исследовать проблему распределения энергии между различными компонентами ШАЛ.
5.2. В процессе выполнения НИР должны быть достигнуты следующие значения программных индикаторов и показателей:
| Наименование | ед. изм. | Год | |
| 2009 | 2010 | ||
| Индикаторы | |||
| И 1.8.1 Число организаций пользователей уникальных стендов, установок и объектов научной инфраструктуры | единиц | 15 | 15 |
| Показатели | |||
| П 1 Число молодых специалистов[1], привлеченных к выполнению исследований и разработок | человек | 27 40 % от общей численности исполнителей работы | 27 40% от общей численности исполнителей работы |
6. Требования к патентной чистоте и патентоспособности
При разработке результатов, способных к правовой охране (в соответствии со статьей 1225 ГК РФ), обеспечивать проведение патентных исследований в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96.
7. Перечень этапов, содержание и исполнители (головная организация и соисполнители) основных работ по этапам
Основные этапы работ:
1. Развертывание новых детекторов установки Тунка-133 и строительство подкупольной башни телескопа МАСТЕР. Пуск установки Тунка-133 в полном объеме. Начало мониторинга астроклиматических условий. Установка 3-х дополнительных радиоантенн для совместной работы с установкой Тунка-133 Ввод в эксплуатацию мюонного телескопа в составе установки ШАЛ-МГУ. ( июнь 2009 – август 2009)
- Начало сеансов регистрации широких атмосферных ливней установкой Тунка-133 и начало сеансов наблюдения телескопом МАСТЕР. Подключение астрофизического комплекса к Интернету для возможности оперативного удаленного контроля состояния установок комплекса и пересылки информации в Иркутск и Москву для обработки (сентябрь 2009 – декабрь 2009)
3. Разработка опытного экземпляра мюонного детектора. Разработка проекта подключения мюонных детекторов к системе сбора данных установки Тунка-133. Анализ экспериментальных данных, накопленных за зимний период работы установок.
( январь 2010 – июнь 2010)
4. Установка опытного экземпляра мюонного детектора для совместной работы с черенковской установкой Тунка-133. Установка детектора нейтронов в Тункинской долине. Расчет ускорения частиц в остатках сверхновых звезд типа Ia, IIP, Ib/c, IIb. Интерпретация спектра и состава космических лучей, полученных на установке Тунка. Подготовка заключительного отчета. ( июль 2010 –октябрь 2010)
Содержание основных работ :
Головной исполнитель: Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова.
Выполняемые работы:
НИИЯФ МГУ координирует все работы по Астрофизическому комплексу МГУ-ИГУ. Отвечает за эксплуатацию и модернизацию установки ШАЛ-МГУ, разработку и изготовление электронного оборудования и оптических детекторов для установки Тунка-133 и детекторов мюонного телескопа установки ШАЛ-МГУ. Разрабатывает аппаратуру и программное обеспечение для сбора и анализа экспериментальной информации. Проводит практические занятия со студентами МГУ с использованием аппаратуры Астрофизического комплекса.
Перечень выполняемых работ:
1. Разработка и изготовления электронных плат системы сбора данных установки Тунка-133 и разработку программного обеспечения.
2. Проведение на установке ШАЛ-МГУ мониторинга электростатического электричества в приземной части атмосферы. Исследование вариации темпа счета мюонов во время гроз и других атмосферных аномалий.
3. Разработка методов восстановления характеристик ШАЛ. Анализ экспериментальных данных за зимний сезон работы установки. Восстановление поведение энергетического спектра и массового состава в энергетическом диапазоне 1016 - 1018 эВ по данным установки Тунка-133. Анализ данных с радиоантенн.
4. Подключение установок Астрофизического комплекса к системе Интернет.
5. Разработка конструкции и изготовление опытного образца мюонного детектора большой площади для совместной работы с установкой Тунка-133.
Соисполнители:
1. Научно-исследовательский институт прикладной физики Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования “Иркутский государственный университет” Федерального агентства по образованию России
НИИПФ ИГУ отвечает за текущее содержание установки Тунка, её инфраструктуры и эксплуатацию, принимает участие в работах по модернизации. Отвечает за проведение Байкальской летней школы «Астрофизика и физика элементарных частиц» и Международной Байкальской молодежной научной школы по фундаментальной физике (совместно ИСЗФ СО РАН). Проводит исследования связи между грозовыми явлениями частицами сверхвысоких энергий. Проводит занятия со студентами с использованием аппаратуры астрофизического комплекса.
Перечень выполняемых работ:
1. Изготовление и тестирование механизмов открытия защитной крышки оптического детектора. Тестирование партии контроллеров оптических детекторов. Тестирование ФЭУ.
2. Осуществляет совместно с ГАИШ развертывание оптического комплекса МАСТЕР и участвует в его эксплуатации.
3. Изготовление и расстановка на местности фундаментов оптических детекторов. Расстановка и подключение оптических детекторов. Выполнение прецизионного измерения координат расположения детекторов. Участие в проведение летней Байкальской школы «Астрофизика и физика элементарных частиц».
4. Проведение сеансов регистрации ШАЛ в предгрозовой и грозовой период с помощью водного черенковского детектора и радиоантенн. Обработка и анализ полученных данных.
5. Проведение тестовых и калибровочных сеансов работы установки. Участие в разработке и дальнейшей модернизации программного обеспечения установки. Проведение практических занятий со студентами ИГУ с использованием аппаратуры Астрофизического комплекса.
6.Установка 3-х дополнительных радиоантенн для совместной работы с установкой Тунка-133.
7. Проведение сеансов набора данных на установке в зимнее время. Выполнение калибровки и предварительной обработки данных.
8. Развертывание мюонного детектора большой площади для совместной работы с установкой Тунка-133
2. Учреждение Российской академии наук Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН.
Отвечает за построение моделей, объясняющих поведение энергетического спектра и массового состава космических лучей в диапазоне 1015 – 1018 эВ. Принимает участие в проведении Байкальской летне-осенней студенческой научной школы по тематике Астрофизического комплекса в Иркутском регионе.
Перечень выполняемых работ:
1. Разработка новой численной программы для расчета ускорения заряженных частиц на ударных волнах, возникающих при взрыве сверхновой звезды и распространяющихся в турбулентной среде.
2. Разработка программы для численного расчета распространения космических лучей сверхвысоких энергий в расширяющейся Вселенной с учетом взаимодействия ультрарелятивистских протонов и атомных ядер с фоновым метагалактическим излучением.
3. Расчет возможного вклада скоплений галактик в наблюдаемый поток космических лучей с энергиями выше 1017 эВ
4. Расчет ускорения частиц в остатках сверхновых звезд типа Ia, IIP, Ib/c, IIb и определение их вклада в наблюдаемую у Земли интенсивность космических лучей. Интерпретация спектра и состава космических лучей, полученных на установке Тунка.
3. Учреждение Российской академии наук Институт ядерных исследований РАН
Отвечает за эксплуатацию в составе установки ШАЛ МГУ нейтронного детектора площадью 6 м2 на основе сцинтиллятора СЛ6-5 для мониторинга потока тепловых нейтронов, а также, для исследования потоков тепловых нейтронов в составе ШАЛ.
Перечень выполняемых работ:
1. Создаёт Создание на базе установки Тунка-133 системы для измерения электростатического поля в приземном слое атмосферы, в том числе в грозовых условиях, и исследования корреляции его с потоком одиночных мюонов. Развертывает Развертывание в Тункинской долине детектора нейтронов.
4. Государственное научное учреждение Государственный астрономический институт имени П.К.Штернберга Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова.
Отвечает за развертывание на Астрофизическом полигоне в Тункинской долине оптического комплекса МАСТЕР и его эксплуатацию. Проволит мониторинг прозрачности и атмосферы и наличие в ней аэрозоли. Проводит исследования на комплексе МАСТЕР: поиск оптического сопровождения гамма-всплесков и вспышек сверхновых звезд. Организует дистанционное обучение студентов. Развивает теории магнитовращательного коллапса, как причины возникновения собственного оптического излучения гамма-всплесков.
Перечень выполняемых работ:
1.Строительство подкупольной башни телескопа. Изготовление и монтаж автоматического укрытия для телескопа-робота МАСТЕР. Установка метеостанции и датчика облачности. Начало мониторинга астроклиматических условий.
2.Сборка монтировки и светосильных телескопов. Проведение тестовых сеансов работы на телескопе-роботе
3.Проведение сеансов наблюдения телескопом МАСТЕР.
4.Анализ экспериментальных данных, полученных при эксплуатации установки МАСТЕР на полигоне в зимний период 2009-2010. Публикация результатов наблюдений в международном центре наблюдений гамма-всплесков (GCN).
5.Развитие теории магнитовращательного коллапса, как причины возникновения собственного оптического излучения гамма-всплесков
Наименование этапов, содержание выполняемых работ, перечень документов, разрабатываемых на этапах выполнения работы, сроки исполнения и контрактная цена приводятся в календарном плане (приложение № 2 к государственному контракту).
8. Предполагаемое использование результатов НИР
В результате проделанной работы будет создана крупная комплексная установка для проведения исследование в области астрофизики высоких энергий и смежных областях. Установка Тунка-133, благодаря своим уникальным характеристикам (большая эффективная светосила и высокоскоростная система сбора данных) будет основой для создания международного научного центра в Сибири, в котором будут проводить исследования ученые из России, США, Германии и Италии.
Результаты проведенных НИР в области астрофизики высоких энергий на Установке Тунка-133 могут быть использованы для проведения опытно-конструкторских и опытно-технологических работ, направленных на создание международного научного центра в Сибири, в котором будут проводить исследования ученые из России, США, Германии и Италии.
Перечень планируемых результатовГлавные ожидаемые научные результаты:
- Будет проведено Исследование энергетического спектра и массового состава космических лучей в области перехода от Галактических космических лучей к внегалактическим космическим лучам. Экспериментальные исследования будут дополнены теорией ускорения космических лучей в различных источниках и их распространению в Галактике и расширяющейся Вселенной в целом, что представляется весьма важным для правильной трактовки полученных результатов. В составе установки будет развернута сеть радиоантенн и первые опытные детекторы мюонов, что позволит в перспективе проводить исследования космических лучей круглогодично.
- C вводом в строй телескопа МАСТЕР в России будет Получение роботизированной сети с разнесенными по долготе телескопами на 5 часов., (Тункинская долина – оптический комплекс ГАИШ в Кисловодске), что позволит вести практически Ведение круглосуточного мониторинга неба. Учитывая параметры комплекса МАСТЕР, мы получим уникальную сеть, превосходящую по своим возможностям зарубежные аналоги. Главной целью телескопа МАСТЕР является непрерывный мониторинг неба для обнаружения всех не содержащихся в астрономических каталогах объектов и «алертные наблюдения» по сигналу космических гамма-обсерваторий. Важнейшей задачей телескопа является наблюдение возможного оптического излучения от источников гамма-всплесков.
- Развертывание детекторов тепловых нейтронов позволит начать Исследование корреляций потока тепловых нейтронов и уровня сейсмичности. Эти исследования особенно актуально в Прибайкалье, районе повышенной сейсмической активности.
9. Порядок сдачи-приемки результатов НИР
9.1. Сдача и приемка выполненных работ (этапов работ) осуществляется в порядке, установленном актами Роснауки.
9.2. Порядок сдачи-приемки результатов работы должен соответствовать:
- при приемке этапа НИР – требованиям подраздела 5.7 ГОСТа 15.101-98;
- при приемке НИР в целом – требованиям пунктов 5.8.1 – 5.8.6 того же стандарта.
9.3. Перечень отчетной документации, подлежащей оформлению и сдаче Исполнителем Заказчику на этапах выполнения работ, определяется актами Роснауки.
9.4. Отчетная научно-техническая документация должна представлять собой промежуточные и заключительный отчеты о НИР, оформленные в соответствии с ГОСТом 7.32-2001 «Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления».
9.5. Отчетная документация представляется Заказчику или уполномоченной им организации на бумажном носителе в двух экземплярах и в электронном виде на оптическом носителе в одном экземпляре.
| Исполнитель | Заказчик | |
| И.о. директора НИИЯФ МГУ _______________Ильин В.А. М.П. | Заместитель руководителя Федерального агентства по науке и инновациям ________________ Клименко А.В. М.П. |
Форма 3
Приложение № 2
к государственному контракту
от «____»___________ 2009_ г.
№ 02.518.11.7159_
Календарный план выполнения работ
| № п/п | Наименование этапов | Содержание выполняемых работ | Перечень документов, разрабатываемых на этапах | Срок исполнения (начало – окончание) (дата, месяц, год) | Цена этапов (рубли) (средства федерального бюджета) |
| 1 | Развертывание новых детекторов Астрофизического комплекса | Подготовка электронных плат системы сбора данных установки Тунка-133. Тестирование ФЭУ. Подготовка контейнеров оптических детекторов. Расстановка и подключение оптических детекторов установки. Проведение тестовых включений установки. Проведение сеансов регистрации ШАЛ в предгрозовой и грозовой период. Участие в проведение летней Байкальской школы. | 1. Промежуточный отчет о НИОКР. 2. Акт сдачи-приемки выполненных работ. 3. Выписка из протокола НТС 4. Ведомость соответствия результатов НИР требованиям ТЗ 5. Аннотация работ 6. Отчет о программных индикаторах 7. Перечень организаций-заказчиков исследований. | 8 июня – 30 сентября 2009 года | 1500000 |
| Строительство подкупольной башни телескопа. Изготовление и монтаж автоматического укрытия для телескопа-робота МАСТЕР. Установка метеостанции и датчика облачности. Начало мониторинга астроклиматических условий. | |||||
| Установка 3-х дополнительных радиоантенн для совместной работы с установкой Тунка-133. | |||||
| Проведение сеансов регистрации ШАЛ в грозовую погоду с помощью закрытого водного черенковского детектора и систем радиоантенн. | |||||
| Проведение на установке ШАЛ-МГУ мониторинга электростатического электричества в приземной части атмосферы. Исследование вариации темпа счета мюонов во время гроз и солнечных вспышек | |||||
| Разработка новой численной программы для расчета ускорения заряженных частиц на ударных волнах, возникающих при взрыве сверхновой звезды и распространяющихся в турбулентной среде. | |||||
| 2 | Проведение сеансов регистрации | Сборка монтировки и светосильных телескопов. Проведение сеансов работы на телескопе-роботе. | 1. Промежуточный отчет о НИОКР. 2. Акт сдачи-приемки выполненных работ. 3. Отчет о фактических затратах. 4. Выписка из протокола НТС 5. Ведомость соответствия результатов НИР требованиям ТЗ 6. Аннотация работ 7. Отчет о программных индикаторах 8. Перечень организаций-заказчиков исследований | 1 октября -31 декабря 2009 года | 1000000 |
| Осуществить подключение астрофизического комплекса к интернету для возможности оперативного удаленного контроля состояния установок комплекса и пересылки информации в Иркутск и Москву для обработки. | |||||
| Начало сеансов регистрации широких атмосферных ливней установкой Тунка-133 и начало сеансов наблюдения телескопом МАСТЕР. Проведение практических занятий со студентами ИГУ с использованием аппаратуры Астрофизического комплекса. | |||||
| Начать разработку программного обеспечения по контролю прозрачности атмосферы и конфигурации облаков на основе данных комплекса МАСТЕР. | |||||
| Расчет ускорения частиц в остатке сверхновой RX J1713.7-3946 - наиболее эффективном «ускорителе» космических лучей высоких энергий в локальной области Галактики. Расчет и сравнение с наблюдениями гамма-излучения от этого остатка сверхновой. | |||||
| Эксплуатация комплексной установки ШАЛ МГУ. Круглосуточный набор статистики с помощью измерителя электростатического электричества приземного слоя атмосферы, детектора тепловых нейтронов и детектора темпа счета одиночных мюонов в составе установки ШАЛ МГУ. Круглосуточная регистрация ШАЛ от первичных космических лучей с энергией выше 1014 эВ на установке ШАЛ МГУ. Анализ эксперименталь-ных данных, полученных на установке ШАЛ МГУ. | |||||
| 3 | Обработка и анализ экспериментальных данных | Разработка и изготовление опытного экземпляра мюонного детектора. Разработать проекта подключения мюонных детекторов к системе сбора данных установки Тунка-133 и изготовить необходимые электронные устройства. | 1. Промежуточный отчет о НИОКР. 2. Акт сдачи-приемки выполненных работ. 3. Выписка из протокола НТС 4. Ведомость соответствия результатов НИР требованиям ТЗ 5. Аннотация работ 6. Отчет о программных индикаторах 7. Перечень организаций-заказчиков исследований | 1 января - 30 июня 2010 года | 1200000 |
| Разработка программы для численного расчета распространения космических лучей сверхвысоких энергий в расширяющейся Вселенной с учетом взаимодействия ультрарелятивистских протонов и атомных ядер с фоновым метагалактическим излучением. | |||||
| Анализ экспериментальных данных, полученных при эксплуатации установки МАСТЕР на полигоне в зимний период 2009-2010. Публикация результатов наблюдений в международном центре наблюдений гамма-всплесков (GCN). | |||||
| Разработка методов восстановления характеристик ШАЛ. Анализ экспериментальных данных за зимний сезон работы установки. Восстановление поведение энергетического спектра и массового состава в энергетическом диапазоне 1016 - 1018 эВ по данным установки Тунка-133. Анализ данных с радиоантенн. | |||||
| Создание второго экземпляра измерителя электростатического поля приземного слоя атмосферы в составе установки ШАЛ МГУ. Эксплуатация комплексной установки ШАЛ МГУ. | |||||
| 4 | Установка дополнительных детекторов. Сравнение экспериментальных результатов с теорией. Подготовка заключительного отчета | Установка опытного экземпляра мюонного детектора для совместной работы с черенковской устаовкой Тунка-133. Установка детектора нейтронов в Тункинской долине. | 1. Заключительный отчет о НИОКР. 2. Акт сдачи приемки выполненных работ. 3. Отчет о фактических затратах. 4. Акт приемки НИР. 5. Выписка из протокола НТС 6. Ведомость соответствия результатов НИР требованиям ТЗ 7. Аннотация работ 8. Отчет о программных индикаторах 9. Перечень организаций-заказчиков исследований.. | 1 июля- 30 октября 2010 года | 1100000 |
| Проведение сеансов регистрации ШАЛ в грозовую погоду с помощью закрытого водного черенковского детектора и систем радиоантенн | |||||
| Расчет ускорения частиц в остатках сверхновых типа Ia, IIP, Ib/c, IIb и определение их вклада в наблюдаемую у Земли интенсивность космических лучей. Интерпретация спектра и состава космических лучей, полученных на установке Тунка. | |||||
| Ввод в строй второго экземпляра измерителя электростатического электричества приземного слоя атмосферы в составе установки ШАЛ МГУ. Эксплуатация комплексной установки ШАЛ МГУ. Анализ данных по мониторингу приземного слоя атмосферы по данным установки ШАЛ МГУ. | |||||
| Развитие теории магнитовращательного коллапса, как причины возникновения собственного оптического излучения гамма-всплесков. | |||||
| Подготовка заключительного отчета. | |||||
| ИТОГО | 4800000 | ||||
| Исполнитель | Заказчик |
| И.о.директора НИИЯФ МГУ _________________Ильин В.А. М.П. | Заместитель руководителя Федерального агентства по науке и инновациям _________________________Клименко А.В. М.П |
Дополнительно ввести «Итого» после каждого года, сумма пишется в рублях, в соответствии с Регламентом приёмки выполненных работ (этапов работ) по государственным контрактам в рамках ФЦП в Перечне документов в календарном плане
На промежуточных этапах работ в перечне документов должны быть:
1. Отчёт о достижении заданных значений программных индикаторов на этапе выполнения работ по государственному контракту.
2. Аннотация работ, выполненных на отчётном этапе.
3. Акт сдачи-приёмки выполненных работ по государственному контракту.
4. Отчёт о патентных исследованиях (если он предусмотрен ТЗ и КП).
5. Копии договоров с соисполнителями (при наличии соискателей в контракте) и дополнительных соглашений к ним.
6. Копии актов сдачи-приёмки выполненных соискателями работ (при наличии соискателей в контракте).
7. Решение (протокол) учёного или научно-технического совета (НТС) исполнителя (при их наличии) по рассмотрению отчёта о НИР.
8. Промежуточный отчёт о НИР.
9. Перечень организаций-пользователей УСУ.
На заключительном этапе работ в перечне документов должны быть:
п.п. 1-9 те же, что и на промежуточных этапах
+
10. Заключительный отчёт о научно-исследовательской работе (вместо промежуточных на этапах).
11. Акт приёмки НИР.
12. Ведомость соответствия результатов НИР требованиям ТЗ.
13. Перечень закупленного оборудования а рамках госконтракта.!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
