Комплекс научной аппаратуры «РЭЛЕК» (Релятивистские ЭЛЕКтроны) - это комплекс приборов, разработанный и созданный учеными НИИЯФ МГУ в кооперации с отечественными и иностранными партнерами. «РЭЛЕК» предназначен для изучения высотных электрических разрядов, атмосферных транзиентных явлений (спрайты, голубые струи, эльфы и т.д.) и высыпаний релятивистских электронов из радиационных поясов Земли, а также для исследования этих явлений в комплексе. Помимо этого «РЭЛЕК» фиксирует и гамма-вспышки в далеком космосе, связанные со взрывами сверхновых. Ученые планируют провести серию экспериментов с участием наземных радиоустановок.
Исследования с помощью аппаратуры «РЭЛЕК» имеют не только научное, но и прикладное значение. Потоки энергичных заряженных частиц, образовавшиеся в солнечных вспышках или во время магнитных бурь, могут привести к повреждению и выходу из строя радиоэлектронной аппаратуры, установленной на космических аппаратах; представляют опасность для здоровья космонавтов, а в отдельных случаях пилотов и пассажиров авиалайнеров во время трансполярных перелетов. Кроме того, потоки энергичных заряженных частиц могут стать причиной нарушения коротковолновой связи в высокоширотных районах, а также приводить к сбоям в навигационных системах, снижению точности систем глобальной навигации и позиционирования.
Комплекс научных приборов «РЭЛЕК»
Печатные платы и детекторы прибора ДРГЭ-3 аппаратуры «РЭЛЕК»
Комплексная проверка технологической модели аппаратуры «РЭЛЕК»
«РЭЛЕК» - вторая научная аппаратура, созданная в рамках программы МКА-ФКИ – «Малые космические аппараты для фундаментальных космических исследований».
Научная аппаратура «РЭЛЕК» установлена на малом космическом аппарате для фундаментальных космических исследований «Вернов» (первоначальное наименование «МКА-ФКИ (ПН2)»). 3 декабря 2014 года на заседании Совета РАН по космосу принято решение о присвоении имени выдающегося советского ученого С.Н. Вернова спутнику «МКА-ФКИ (ПН2)». С этого момента спутник называется «Вернов».
Масса малого космического аппарата «Вернов» равна 283 килограмм, масса полезной нагрузки - «РЭЛЕК» - 41 килограмм.
«Вернов» разработан и изготовлен на основе унифицированной платформы «Карат» в НПО имени С.А. Лавочкина. «РЭЛЕК» разработан Научно-исследовательским институтом ядерной физики имени Д.В. Скобельцына Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (НИИЯФ МГУ) в кооперации с отечественными (Институт космических исследований Российской академии наук и Научно-исследовательская лаборатория аэрокосмической техники ДОСААФ) и иностранными партнерами (Львовский филиал Института космических исследований Национальной академии наук и Национального космического агентства Украины; Университет им. Л. Этвеша, Венгрия; Центр космических исследований Польской академии наук; Университет Сонгюнгван, Корея).
Спутник «Вернов» выведен на орбиту Земли 8 июля 2014 года. Пуск ракеты-носителя «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат» и космическими аппаратами состоялся в 19 часов 58 минут московского времени со стартового комплекса пл. 31 космодрома Байконур. Через девять минут после старта, в 20:07, от ракеты отделился разгонный блок «Фрегат» с кластером космических аппаратов. В 21:39 произошло отделение аппарата «Вернов» от разгонного блока.
Первый сеанс связи c космическим аппаратом состоялся 8 июля в 21 час 30 минут (МСК). Первое включение комплекса научных приборов «РЭЛЕК» произошло 16 июля в 17 часов 38 минут (UTC).
Элементы орбиты спутника: в перигее находится на высоте ~620 километров над Землёй, в апогее – ~820 километров над Землёй; наклонение - 99 градусов, период обращения - 1 час 40 минут.
Научная аппаратура «РЭЛЕК» в составе спутника «Вернов»
Данные, полученные в эксперименте «РЭЛЕК», будут использованы для проверки моделей транзиентных световых явлений (TLE – transient luminous events), изучения кривых блеска и спектров гамма-всплесков в земной атмосфере, проверки возможной связи между высыпанием электронов и низкочастотным электромагнитным излучением.
Данные измерений комплекса научных приборов «РЭЛЕК» будут использованы также с целью решения прикладной задачи в Центре космического мониторинга НИИЯФ МГУ - обеспечения оперативного мониторинга радиационного состояния околоземного космического пространства и для получения прогнозов. В начале апреля 2014 года в Центре космического мониторинга НИИЯФ МГУ открыт зал визуализации космических данных, где на плазменных панелях отображается текущее состояние радиационной обстановки в космосе.
Подробный перечень научных задач:
- исследование процессов ускорения и высыпаний магнитосферных электронов;
- изучение воздействия частиц высоких энергий на верхнюю атмосферу и ионосферу;
- наблюдения транзиентных явлений в атмосфере в их возможной связи с взаимодействиями энергичных частиц;
- проведение скоординированных исследований релятивистских электронов на борту искусственного спутника Земли с атмосферной регистрацией гамма (рентгеновских) квантов;
- регистрация релятивистских электронов в широком энергетическом диапазоне (10 МэВ и выше) с временным разрешением ~100 мс: получение спектральных и угловых характеристик потоков;
- регистрация малых потоков релятивистских электронов с большим геометрическим фактором;
- одновременная регистрация релятивистских электронов, рентгеновского и ультрафиолетового излучения из атмосферы.
Подробное описание научных задач:
- Изучение высыпаний магнитосферных электронов:
- Мониторинг потоков релятивистских электронов в околоземном космическом пространстве.
- Разработка методов для изучения потоков релятивистских электронов в области высыпания.
- Изучение потоков и спектров высокоэнергичных электронов внешнего радиационного пояса Земли.
- Изучение потоков и спектров высокоэнергичных электронов в области Южно-Атлантической Аномалии (внутренний радиационный пояс).
- Изучение потоков и спектров высокоэнергичных электронов в низкоширотных областях (при малых L).
- Разработка методов для изучения механизмов ускорения по измеряемым спектральным, угловым и пространственным характеристикам потоков электронов.
- Мониторинг потоков протонов с энергией от нескольких МэВ до нескольких десятков МэВ в околоземном космическом пространстве.
- Изучение потоков и спектров электронов и протонов от солнечных вспышек по измерениям в полярных областях.
- Глобальные вариации потоков заряженных частиц в околоземном космическом пространстве.
- Изучение магнитоволновых явлений в околоземном космическом пространстве:
- Изучение вариаций электрического и магнитного полей непосредственно в ионосфере при различных гелио- и геомагнитных условиях.
- Изучение очень низких частот (ОНЧ) электромагнитного излучения, возникающего во время основной фазы молниевого разряда.
- Изучение взаимосвязей между электромагнитными явлениями в диапазоне крайне низкие частоты – очень низкие частоты – высокие частоты (КНЧ-ОНЧ-ВЧ) в различных областях околоземного космического пространства.
- Мониторинг космической погоды с целью разработки методов ее прогнозирования и анализа вариаций.
- Исследование транзиентных явлений а атмосфере Земли:
- Изучение временных и спектральных параметров всплесков жесткого рентгеновского и гамма-излучения.
- Изучение временных и спектральных характеристик атмосферных всплесков ультрафиолетового и красного излучения.
- Изучение динамики атмосферных потоков ультрафиолетового, жесткого рентгеновского и гамма-излучения.
- Изучение временных, спектральных и пространственных характеристик атмосферного оптического свечения в области высотных электромагнитных разрядов.
- Одновременные измерения высотных электромагнитных разрядов в радио, оптическом, ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-диапазонах.
- Динамика накопления электромагнитной энергии, изучение распределения по спектру на различных пространственных масштабах (1-100 м), диссипации и распространения из грозового облака.
- Изучение высотного распределения разрядов «облако — земная поверхность» и «облако — облако».
- Изучение фонового электромагнитного излучения в КНЧ-ОНЧ-ВЧ диапазоне.
- Изучение механизмов генерации и распространения высокоэнергичных процессов, вызванных высотными молниями, и транзиентных явлений при помощи ионосферных откликов (эффектов).
В комплекс научных приборов «РЭЛЕК» входят рентгеновский и гамма-спектрометр, детектор электронов по трем направлениям, детектор ультрафиолетовых и оптических вспышек, низкочастотные и радиочастотные анализаторы электромагнитного поля и радиоволн, прибор для получения оптического изображения с высоким временным разрешением.
ДРГЭ-1 и ДРГЭ-2
Два одинаковых спектрометра рентгеновского и гамма-излучения, каждый из которых состоит из двух независимых сцинтилляционных фосвич-детекторов с высоким временным разрешением и чувствительностью.
Общая эффективная площадь: 500 см2 (для 100 кэВ)
Энергетический диапазон: 10-3000 кэВ
Временное разрешение: 15 мкс в режиме регистрации событий 
ДРГЭ-3
Спектрометр электронов, состоящий из трех взаимно-перпендикулярно расположенных сцинтилляционных фосвич-детекторов.
Энергетический диапазон: 0.1 — 15 МэВ (для электронов)
Чувствительная площадь: ~ 3 см2 для каждого детектора
Детектор ультрафиолета (ДУФ)
Детектор вспышек в ультрафиолетовом и красном спектре.
Два фотоумножителя с разными фильтрами на входных окнах.
Временное разрешение: 1 мс в стандартном режиме
Поле зрения: ±200
Рабочий динамический диапазон: от дневного света до глубокой темноты (с разной чувствительностью)
Низкочастотный анализатор (НЧА)
НЧА состоит из двух взаимно-перпендикулярно расположенных датчиков, измеряющих электромагнитное поле, двух магнитометров (феррозонда и индукционного магнитометра) и прибора для спектрального анализа. Датчики расположены на концах двухметровых штанг, в удалении от корпуса спутника.
Измеряемые параметры:
Электрическое поле:
КНЧ диапазон: от DC до 100 Гц
ОНЧ диапазон: от 10 до 40 кГц
Магнитное поле:
три компонента от DC до 40 кГц
Плазменный ток
Радиочастотный анализатор (РЧА)
Физические параметры:
Диапазон входных частот: от 0.05 до 15 МГц
Спектральное разрешение:
10 кГц для частот от 0.05 до 1.0 МГц
100 кГц для частот от 1.0 до 15 МГц
Временное разрешение: 25 нс
Динамический диапазон: 70 дБ
Сбор информации может осуществляться в спектральном или волновом режиме.
Телескоп-Т (МТЕЛ-2)
Прибор на основе мультизеркал для получения оптических изображений.
Физические параметры:
Спектральный диапазон: 300-400 нм
Пространственное разрешение: 5 км х 5 км
Угол зрения: 110
Количество каналов фотоэлектронных умножителей:
64 для крупного изображения
64 для детального изображения
Временное разрешение: 100 мкс
Спектральные измерения: доступны
Амплитудный диапазон: 105
Коллаборация:
1. Научно-исследовательский институт ядерной физики имени Д.В. Скобельцына Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия
2. Институт космических исследований, Российская академия наук, Москва, Россия
3. Институт космических исследований, Украинская академия наук и Национальное космическое агентство, Львов, Украина
4. Университет Этвоша, Будапешт, Венгрия
5. Центр космических исследований, Польская академия наук, Варшава, Польша
6. Физический факультет, Университет Сунгкункван, Сувон, Корея
7. Научно-исследовательская лаборатория аэрокосмической техники, Калуга, Россия
8. Космическая корпорация имени С.А. Лавочкина, Химки, Россия