Difference: CE7XRS (2 vs. 3)

Revision 32019-08-05 - PengWenxi

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CE-7 X-ray Spectrometer 搭载方案

*CE-7轨道器的轨道为15km*100km,计划工作8年,2023~2024年发射,正好在太阳活动峰年,有望获得全月面高空间分辨(~10km)的Mg,Al元素丰度分布
目前计划采用国际合作方式,或自行研制进行搭载;

-- Peng Wenxi - 2019-08-04

1.准直型探测器

轨道高度 视场张角 视场大小 几何因子
100km 5°*5° 8.7km*8.7km 0.0076sr*Det_Area(cm2)
100km 10°*10° 17.5km*17.5km 0.0305sr*Det_Area(cm2)
100km 15°*15° 26km*26km 0.0684sr*Det_Area(cm2)
100km 20°*20° 35km*35km 0.1216sr*Det_Area(cm2)
100km 25°*25° 43.5km*43.5km 0.19sr*Det_Area(cm2)
50km 5°*5° 4.4km*4.4km 0.0076sr*Det_Area(cm2)
50km 10°*10° 8.7km*8.7km 0.0305sr*Det_Area(cm2)
50km 15°*15° 13km*13km 0.0684sr*Det_Area(cm2)
50km 20°*20° 17.5km*17.5km 0.1216sr*Det_Area(cm2)
50km 25°*25° 22km*22km 0.19sr*Det_Area(cm2)
15km 5°*5° 1.3km*1.3km 0.0076sr*Det_Area(cm2)
15km 10°*10° 2.6km*2.6km 0.0305sr*Det_Area(cm2)
15km 15°*15° 3.9km*3.9km 0.0684sr*Det_Area(cm2)
15km 20°*20° 5.2km*5.2km 0.0684sr*Det_Area(cm2)
15km 25°*25° 6.5km*6.5km 0.19sr*Det_Area(cm2)

月球每小时转:0.517°,赤道上的点每90分钟转动23km

*测量能区: 0.5~10keV,探测效率主要取决于遮光膜和硅探测器的有效厚度
目前方案为 1)4个KETEK SDD或Amptek SDD,总有效面积为1cm2,低能段效率受铍窗或薄窗的吸收影响;
2)采用背照式CMOS(10um硅有效厚度),单路有效面积5cm2,4路就可达到20cm2,1~2keV对于测量Mg,Al,Si比较有利;
但6~7keV,效率只有0.2,相当于0.4cm2,不如SDD。另外,能量分辨大约200eV@5.9keV,要差于SDD。

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3)采用背照式CCD(E2V),目前状态不清楚,不过需要工作在-40~-60℃低温下,制冷是个问题;
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3)采用背照式CCD (*E2V),目前状态不清楚,不过需要工作在-40~-60℃低温下,制冷是个问题;
 

2.编码孔型

如采用类似于REXIS的设计,CCD面积为24cm2,码板占空比0.5,视场27.6°,角分辨0.5°,成像模式需要相对较大耀斑发生,准直模式相当于12cm2;
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CCD同样有制冷问题,如用CMOS,则还是存在效率问题;
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同样有制冷问题,如用CMOS,则还是存在效率问题;
 

3.聚焦型

聚焦型适合对局部区域实现超高分辨的探测,例如100km轨道高度,实现~0.1km的分辨,但是需要较大耀斑的情况:

1)考虑采用LIGA Micro-Slot Optics镜子(张天冲),对于小面积SDD探测器(30mm2),基本只有0.1度的视场范围,1keV的有效面积也只有2~3 cm2 (口径10cm*10cm,焦距25cm) ,几何因子太小。
参考:Small satellites with MEMS x-ray telescopes for x-ray astronomy and solar system exploration

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2) 考虑采用miniature X-ray optics (MiXO),替代传统很重的NiCo shell镜子,角分辨<1’ over ~1 deg2, 50 cm focal length, ~25 cm2 on–axis effective area at 1 keV
参考: Miniature Lightweight X-ray Optics (MiXO) and CubeSat X-ray Telescope (CubeX) for Solar System Exploration.
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2) 考虑采用miniature X-ray optics (*MiXO ),替代传统很重的NiCo shell镜子,角分辨<1’ over ~1 deg2, 50 cm focal length, ~25 cm2 on–axis effective area at 1 keV
参考: Miniature Lightweight X-ray Optics and Cubesat X-ray Telescope for Solar System Exploration.
 

4. 国际合作

Grande from UK

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