Как камеру Nikon Z9 готовили к полету на Луну? Тест на радиацию

Солнечная буря на земле: как лунная камера прошла испытание радиацией

В марте 2025 года камеру Nikon Z9, доработанную для космоса, облучали тяжёлыми ионами на ускорителе GSI/FAIR в Дармштадте. Задача была проста: выяснить, выдержит ли электроника поток частиц, сравнимый с солнечной вспышкой за пределами магнитного поля Земли. Камера выдержала. Без сбоев. Без перегрева. Без потери данных. После этого она отправилась на Artemis II.

Миссия NASA Artemis II впервые за полвека доставила экипаж к Луне — правда, пока без высадки. Астронавты облетели спутник, и камера, испытанная в немецком подземном туннеле, снимала солнечное затмение из космоса. По данным Phys.org, снимки оказались чёткими, без артефактов радиации — технология отработала в реальных условиях.

Почему обычная камера не годится для Луны

Космическая радиация — не просто фон. Это поток протонов, альфа-частиц и ионов, разогнанных до околосветовых скоростей. На орбите Земли защищает магнитосфера. За её пределами электроника получает дозы, которые разрушают полупроводники. Внутри микросхемы могут возникать одиночные сбои: бит переворачивается, процессор зависает, матрица начинает выдавать шум.

Именно поэтому NASA не взяло на борт обычный фотоаппарат. Взяли модифицированную версию Nikon Z9 — профессиональную беззеркалку. Инженеры заменили стандартные компоненты на радиационно-стойкие, усилили теплоотвод, переписали прошивку. Но даже после всех доработок требовалась проверка. И не на компьютерной модели, а на реальном пучке частиц.

Как ускоритель имитирует космос

GSI/FAIR — единственный в Европе комплекс, способный разгонять ионы до энергии, типичной для космических лучей. Именно здесь, в подземном зале, камеру поместили перед пучком тяжёлых ионов. Режим — импульсный, с потоком, эквивалентным нескольким годам лунной экспозиции. Задача — выявить слабые места.

• Испытания длились несколько дней, камера работала в реальном времени;
• Сенсор и процессор подвергались прямому облучению без дополнительной защиты;
• Фиксировались все сбои: от одиночных ошибок до критических отказов.

Результат: ни одного фатального сбоя. Лишь единичные обратимые ошибки, которые корректируются встроенными алгоритмами. Инженеры подтвердили — камера готова к полёту.

Фотографии, которые доказывают технологию

На Artemis II камера работала в двух режимах: съёмка поверхности Луны через иллюминатор и time-lapse солнечного затмения. Последнее особенно ценно: когда Земля закрыла диск Солнца, освещённость упала на 12 порядков. Камера автоматически перестроила экспозицию — ни один кадр не ушёл в пересвет или в черноту.

Снимки передавались на Землю в сжатом виде, но даже после этого качество превысило ожидания инженеров. Как отметил Тим Вагнер, физик GSI/FAIR, ответственный за тестирование микроэлектроники, «это лучшее доказательство того, что коммерческие компоненты после правильной доработки могут работать в самых жёстких условиях».

«Наши ускорители позволяют точно моделировать космическое излучение на Земле, — объясняет профессор Томас Нильссон, научный директор GSI/FAIR. — Это даёт возможность вносить важный вклад в обеспечение безопасности и производительности будущих космических миссий».

Пятьдесят лет спустя: что это меняет

Последний раз человек ступал на Луну в декабре 1972 года (миссия Apollo 17). Тогда астронавты снимали на плёночные камеры Hasselblad — механические, без электроники. Сегодня цифровые технологии требуют иного подхода. Artemis III (планируется на конец 2020-х) предполагает высадку, и камера будет работать в пыли, при перепадах температур от –180 до +120 °C и под прямым потоком солнечного ветра.

Успех Artemis II — это не просто красивые фото. Это демонстрация того, что методология испытаний на ускорителях GSI/FAIR работает. Учёные университета Дармштадта и сотрудники GSI вместе с NASA и ESA разработали стандарт проверки для любой электроники, которая отправится за пределы низкой околоземной орбиты. Теперь этот стандарт можно тиражировать.

Что дальше: Земля, Луна и радиация

Планы NASA по программе Artemis включают долговременное присутствие на Луне — сначала экспедиции, потом база. Для этого потребуются тысячи электронных компонентов: от систем жизнеобеспечения до научных приборов. Каждый из них должен пройти такие же испытания, как камера Nikon Z9. GSI/FAIR уже работает над расширением тестового стенда: к концу 2026 года планируется запуск линии для быстрой проверки партий коммерческих чипов.

Параллельно профессор Марко Дуранте, заведующий отделом биофизики GSI/FAIR, изучает влияние космической радиации на человека. Его лаборатория облучает клеточные культуры в тех же режимах, что и камеру. Результаты лягут в основу норм радиационной безопасности для будущих колонистов.

Камера на Artemis II сняла затмение. Но главное открытие — не на снимках. Главное — мы снова можем создавать инструменты, которые не сломаются там, где их невозможно починить. Вопрос только в том: какой следующий прибор отправится под пучок ионов?