X射线天文学基于观测,空间X射线探测器是该学科存在和发展的基础。探测器性能参数标定精度直接影响到卫星的科学产出,决定卫星是否能够顺利完成既定的科学目标。由于卫星在轨运行中处于一系列异于地面标定的复杂背景环境,例如,来自不同天区的本底存在差异,定标源限制了定标的实施,使得地面常规定标方法不再可行。针对空间X射线探测器的自身特点,研究有效的在轨定标方法是实现其科学探测目标的必经之路。本项目将在国内首次通过搭建模拟仿真程序,结合模拟计算和实验测试,并吸取国外卫星的经验,研究在轨定标方法并估计其精度,为我国未来天文卫星的在轨定标积累经验,发展定标方法以及相关的模拟分析软件。项目的成果客观上将服务于我国第一代空间天文卫星HXMT和SVOM等建造和在轨定标方案设计。
本项目的核心内容是通过搭建模拟仿真程序,结合模拟计算和实验测试,研究在轨定标方法并估计其精度,为我国未来天文卫星的在轨定标积累经验,发展定标方法以及相关的模拟分析软件。针对上述核心内容,本项目主要完成了如下工作(1)我们基于GEANT4搭建了模拟仿真程序两套(一套用于硬X射线调制望远镜,一套用于电磁监测试验卫星高能粒子探测器,第二套属超额完成)。(2)结合模拟计算和实验测试,对空间X射线探测器、高能粒子探测器的在轨定标方法、精度进行了深入研究,目前,已发表学术论文2篇(达到了发表1-3篇文章的目标)。(3)由于本项目主要是依托于硬X射线调制望远镜工程,本工程属于航天项目,目前尚未发射,在发射之前很多内容不宜公开发表,所以,均以项目专题分析报告形式存档,其中,在本项目支持下形成的专题分析报告10余篇(详见目录和附件,这部分专题报告属超额完成)。(4)在本项目支持下,在完成好本项目研究任务的同时,本项目负责人还负责了用于空间硬X射线探测器定标的我国首台专用硬X射线标定装置的研制工作,也已竣工验收(这部分硬件研制经费来自高能所和计量院,本项目经费主要支持了差旅和会议等费用,这部分成果属超额完成)。(5)在项目执行期间,在项目支持下,共培养研究生(联培)6人,其中2人将于2015年6月毕业,4人将于2016年6月毕业(学生培养人数原计划1人,超额完成)。(6)参加国内学术会议、专题会议9次,其中报告4次,参加国际学术会议1次,报告1次(基本和计划一致)。