На российском сегменте Международной космической станции проводится эксперимент «БТН-Нейтрон», головным исполнителем которого является Институт космических исследований (ИКИ) РАН, который также разработал аппаратуру для этого эксперимента. Результаты исследований будут применять при планировании межпланетных полетов и создании обитаемых баз на других небесных телах Солнечной системы.

В задачи эксперимента, постановщик которого Институт космических исследований Российской академии наук, входят:

•‎ построение физической модели генерации заряженных и нейтральных частиц во время солнечных вспышек;

•‎ разработка физической модели нейтронного альбедо атмосферы Земли с учетом гелио- и геофизической обстановки, эффектов долготы и широты точки измерения, времени суток, условий освещенности и состояния атмосферы;

•‎ создание физической модели фона нейтронов в окрестности МКС при различных условиях полета, а также регистрация космических гамма-всплесков.

Нейтронный фон на орбите МКС возникает за счет взаимодействия потоков галактических или солнечных космических лучей, состоящих преимущественно из протонов, с ядрами химических элементов, входящих в состав верхней атмосферы Земли, и материалами самой станции. Кроме того, в некоторых мощных солнечных протонных событиях генерируются потоки нейтронов высоких энергий и, так как период полураспада нейтрона (около 11 минут) сравним со временем пролета таких нейтронов от Солнца до Земли, некоторая доля потока, зависящая от скорости и энергии нейтронов, может достичь окрестности Земли.

С февраля 2007 года бортовой телескоп нейтронов, установленный российскими космонавтами на внешней поверхности служебного модуля «Звезда», ведет непрерывные измерения нейтронной компоненты радиационного фона вокруг станции в диапазоне энергий от 1 эВ до 15 МэВ и их передачу на Землю по радиоканалу в режиме реального времени. Это позволило анализировать изменения на протяжении полного солнечного цикла, который длится 11 лет.

Измерения, выполненные на автоматических межпланетных станциях, чья масса сравнительно мала, показали, что вклад вторичных нейтронов в общий радиационный фон не очень велик и не превышает 5 %, а на МКС массой 440 т он может достигать 20 %.

Одним из самых важных результатов эксперимента «БТН-Нейтрон» стали карты мощности нейтронной эквивалентной дозы для минимума и максимума солнечной активности, которые позволяют оценить вклад пролетов над различными участками земной поверхности в среднюю дозу, полученную космонавтами за длительный период времени пребывания на орбите.

Так средняя мощность эквивалентной нейтронной дозы в ходе минимума солнечного цикла составляет около 35 мкЗв/сутки, а во время максимума опускается до 25 мкЗв/сутки. Экстраполяция измерений показывает, что мощность нейтронной дозы на МКС может составлять от 75 до 140 мкЗв/сутки в зависимости от активности Солнца. Поскольку космонавт на станции за год получает дозу 220 мЗв, что соответствует суточной дозе около 600 мкЗв, то вклад нейтронной составляющей получается достаточно значительным.

Источник: госкорпорация «Роскосмос».