Balloon-Borne Hard X-Ray Imaging and Future Surveys
已经研制了几种利用编码孔径望远镜进行硬X射线（20-600 keV）成像的有效载荷，用于宇宙X射线源的气球飞行观测。我们简要回顾这些的特点，特别是EXITE 2系统。美国航天局最近利用超压气球开发延长的长时间（100天）气球飞行能力的方案将允许进行一项新的硬X射线成像实验：高能X射线成像巡天望远镜-长积分时间实验（EXIST-LITE）。从LDB平台获得的连续观测时间（每个源）比从低地球轨道获得的连续观测时间更长，这将使调查和目标能够补充为MIDEX卫星提出的EXIST任务。我们总结了科学目标的EXIST-LITE，一个可能的仪器方法，将一个大面积阵列的Cd-Zn-Te（CZT）探测器，和我们的计划的发展和气球飞行测试相对较厚（5毫米）的CZT探测器阵列。
1997-12-31 astro-ph
The Balloon-borne Large Aperture Submillimeter Telescope (BLAST) 2005: Calibration and Targeted Sources
2005年6月，在瑞典北部进行了100小时的飞行，成功地运行了机载大孔径亚毫米望远镜（BLAST）（BLAST 05）。作为校准和指向程序的一部分，绘制了几个致密源，包括太阳系，银河系和河外目标，特别是Pallas，CRL 2688，LDN 1014，IRAS 20126+4104，IRAS 21078+5211，IRAS 21307+5049，IRAS 22134+5834，IRAS 23011+6126，K3-50，W 75 N和Mrk 231。观察到一个额外的来源，Arp 220，并用作我们的主要校准品。这里讨论了整个BLAST 05校准程序的细节。每个紧凑的源的BLAST观测进行了描述，通量密度和光谱能量分布的报告，并与以前的测量在其他波长进行了比较。250，350，和500 μ m的BLAST数据可以提供有用的约束的幅度和斜率的亚毫米连续，这反过来可能是有用的，为其他亚毫米仪器的改进校准。
2008-03-31 astro-ph
The BOOMERANG North America Instrument: a balloon-borne bolometric radiometer optimized for measurements of cosmic background radiation anisotropies from 0.3 to 4 degrees
我们描述的BOOMERANG北美（BNA）仪器，气球载测辐射热计设计映射的宇宙微波背景（CMB）辐射与0.3度分辨率超过了天空的一个重要部分。该接收机采用了测辐射热计、读出电子学、毫米波波动光学和滤波器、低温技术、扫描和姿态重建等新技术。本文对这些子系统进行了详细的描述。该系统已在飞行中使用各种技术进行了充分的校准，并进行了描述和比较。它已经能够在一次气球飞行中获得CMB角功率谱的第一个峰值的测量结果，飞行时间为几个小时，并且是BOOMERANG长期气球实验（BLDB）的原型。
2001-05-09 astro-ph
An Upgraded Data Acquisition System for the Balloon-Borne Liquid Xenon Gamma-Ray Telescope LXeGRIT
LXeGRIT是一个用于MeV伽马射线天体物理学的球载康普顿望远镜，基于具有电荷和光读出的液体氙时间投影室（LXe-TPC）。1997年的第一次气球飞行揭示了触发电子设备和数据采集（DAQ）系统的局限性，导致了它们的升级。开发了新的电子设备来处理氙闪烁光触发器。原来的处理器模块被商用VME处理器取代。遥测速率翻了一番，达到2x 500 kbps，并在硬盘上实现了机载数据存储。新的数据采集软件依托强大的实时操作系统，采用面向对象的设计来实现触发处理、数据选择、传输和存储以及数据采集控制和监视功能等各种任务。新系统在1999年春季和2000年秋季的两次飞行中表现良好。在2000年的飞行中，DAQ系统能够处理300-350次触发/秒，总频率约为650 Hz，包括带电粒子。
2000-12-14 astro-ph
MAXIPOL: A Balloon-borne Experiment for Measuring the Polarization Anisotropy of the Cosmic Microwave Background Radiation
我们讨论MAXIPOL，测热气球实验设计测量的E-模式偏振各向异性的宇宙微波背景辐射（CMB）的角度尺度为10弧分至2度。MAXIPOL是第一个利用旋转半波片和固定线栅偏振器的偏振计收集数据的CMB实验。我们提出了仪器的设计，阐述了旋光计的策略，并显示了仪器的性能在飞行过程中与一些时域数据。我们的主要数据集是在26小时的往返飞行中收集的，该飞行是从位于福特的国家科学实验室发射的。2003年5月，新墨西哥州萨姆纳。在这次飞行中，天空的五个区域被绘制出来。数据分析正在进行中。
2003-08-14 astro-ph
Approaching the knee -- balloon-borne observations of cosmic ray composition
在宇宙射线谱的膝盖以下，气球和航天器实验提供了直接测量初级粒子成分和能量的能力。一个主要的困难是获得足够的曝光量，以扩大能量足够高的直接测量范围，从而与地面观测重叠。目前，气球和空间测量仅扩展到~100 TeV，远低于地面实验的范围。超长时间气球任务的前景提供了多次长时间飞行的希望，可以建立曝光。本文综述了用气球测量高能质子和核成分及光谱的现状，并讨论了在寻找谱陡时所涉及的统计考虑。考虑到光谱的急剧下降，气球实验似乎不太可能在不久的将来将直接测量的范围扩展到1000 TeV以上。特别是考虑到KASCADE最近的建议，即质子谱仅在4000-5000 TeV处变陡，如果不显著增加高空气球的有效载荷和飞行持续时间能力，通过直接测量气球上的质子到铁来检测膝关节的机会不太可能发生。
2005-12-13 astro-ph
BOOMERANG: A Balloon-borne Millimeter Wave Telescope and Total Power Receiver for Mapping Anisotropy in the Cosmic Microwave Background
我们描述Boomerang;一个球载微波望远镜，设计用于从长期气球（LDB）平台以10“的分辨率绘制宇宙微波背景（CMB）。毫米波接收机采用了辐射热计、读出电子学、冷重成像光学、毫米波滤波器和低温技术等新技术，以获得对CMB各向异性的高灵敏度。16个探测器在以90、150、240和410 GHz为中心的4个光谱波段进行观测。宽的频率覆盖范围、长时间飞行、光学设计和观测策略提供了对系统效应的强抑制。我们报告的飞行性能的仪器在10.5天的平流层气球飞行发射从麦克默多站，南极洲，映射~2000平方度的天空。
2002-12-13 astro-ph
Simulations and Measurements of the Background Encountered by a High-Altitude Balloon-Borne Experiment for Hard X-ray Astronomy
我们模拟了高能X射线望远镜实验（EXITE 2）的高空气球飞行所期望的硬X射线背景，EXITE 2是一个20- 600 keV能量范围的成像phoswich探测器/望远镜。光子和中子引起的贡献的背景被认为是。我们描述的代码和一系列的模拟结果与不同的屏蔽配置。实际飞行构型的模拟硬X射线背景与EXITE 2在得克萨斯州巴勒斯坦首次飞行时测量的结果相当吻合（在$\sim$ 2的系数内）。在100 keV下测得的背景通量为$\sim$ 4 $\times$ 10 $^{-4}$计数cm $^{-2}$ s $^{-1}$ keV $^{-1}$。
1997-12-31 astro-ph
The Balloon-borne Large-Aperture Submillimeter Telescope for Polarization: BLAST-pol
大口径亚毫米波望远镜（英语：Large Aperture Submillimeter Telescope，缩写：BLAST）是一个亚轨道实验，旨在研究本地星系（包括银河系）和宇宙学距离的星系中的恒星形成过程。使用2米卡塞格伦望远镜，BLAST将天空成像到焦平面上，该焦平面由270个辐射热探测器组成，分为三个阵列，同时在30%宽的波段内观察，中心为250，350和500微米。衍射极限光学系统提供了在250微米处30”的分辨率。该指向系统可实现光栅式扫描，位置精度约为30”，在飞行后分析中重建精度优于5”rms。BLAST在2005年和2006年分别从北极和南极进行了两次成功的飞行，这是第一次在这些波长下进行高分辨率和大面积（约0.8-200 deg^2）的亚毫米测量。作为Herschel上SPIRE仪器的开拓者，BLAST与欧空局卫星共享类似的焦平面技术和科学动机。2009年的第三次飞行将看到仪器被修改为偏振敏感（BLAST-Pol）。凭借其前所未有的绘图速度和分辨率，BLAST-Pol将提供对银河系恒星形成苗圃的深入了解，并在未来5年内委托空间和地面仪器进行的更大，粗分辨率调查与恒星形成结构的狭窄，分辨率观测之间建立必要的联系。
2008-09-25 astro-ph
HX-POL - A Balloon-Borne Hard X-Ray Polarimeter
我们报告的设计和估计性能的球载硬X射线偏振计称为HX-POL。实验使用硅和碲锌镉探测器的组合，以测量50 keV-400 keV的宇宙源的X射线通过康普顿散射光子的角分布的偏振方向的依赖性的偏振。在为期一天的气球飞行中，HX-POL将允许我们测量偏振度远低于10%的明亮Crab源的偏振。在从澳大利亚或南极洲出发的更长时间（15-30天）的飞行中，HX-POL将能够测量明亮的银河系X射线源的偏振，偏振度降低到百分之几。硬X射线偏振测量为研究致密物体和相对论外流的粒子加速过程提供了独特的场所。在本文中，我们讨论了整体仪器的设计和性能。此外，我们目前的Si和CZT探测器的实验室测试结果。
2010-06-03 astro-ph
Measurements of cosmic-ray secondary nuclei at high energies with the first flight of the CREAM balloon-borne experiment
我们提出了新的测量重宇宙射线核在高能量的球载宇宙射线实验CREAM（宇宙射线能量和质量）的第一次飞行期间进行的。该仪器使用多个电荷探测器和一个过渡辐射探测器，首次提供从硼到氧的元素相对丰度的高精度测量，能量约为1 TeV/n。这些数据与以前在较低能量下的测量结果一致，并在高能量下显示出相对陡峭的下降（~E $^-0.6$至E $^-0.5$）。他们进一步表明，在TeV/n区域，氮相对于氧的源丰度约为10%。
2008-08-12 astro-ph
SPIDER: A Balloon-borne Large-scale CMB Polarimeter
蜘蛛是一个气球实验，将测量偏振的宇宙微波背景在一个大部分的天空在1度的分辨率。六台单色折射毫米波望远镜配备大型天线耦合过渡边缘超导测辐射热计阵列，将在100 GHz和150 GHz下分别提供4.2和3.1 μ K_cmb RT s的系统灵敏度。一个旋转的半波片将调制每个望远镜的偏振灵敏度，控制系统。在225 GHz和275 GHz工作的辐射热计阵列将允许消除极化的银河前景。在2010年从澳大利亚爱丽斯泉开始的为期2-6天的首次飞行中，蜘蛛将绘制50%的天空深度，以提高我们对再电离光学深度的认识。
2008-07-09 astro-ph
MAXIMA: A Balloon-Borne Cosmic Microwave Background Anisotropy Experiment
介绍了毫米波各向异性成像实验阵列（MAXIMA），它是一个球载实验装置，用于测量10 ° ~ 5 °角尺度上宇宙微波背景（CMB）的温度各向异性。MAXIMA使用16个测辐射热探测器在以150 GHz、240 GHz和410 GHz为中心的谱带中绘制了CMB，在所有频率下的分辨率为10'。对CMB各向异性的组合接收器灵敏度为~40 microK/rt（sec）。系统寄生贡献最小化，使用四个不相关的空间调制，彻底交联，多个独立的CMB观测，严重阻碍光学，和强大的光谱歧视。点重建精度可达1“，绝对标定精度优于4%。MAXIMA的两次飞行对CMB进行了超过8.5小时的观测，在已知前景辐射可以忽略不计的区域中绘制了总共300度^2的天空。MAXIMA结果已在以前的出版物中发布。MAXIMA图、功率谱和相关矩阵可在http://cosmology.berkeley.edu/maxima上公开获得
2003-09-15 astro-ph
The Balloon-borne Large Aperture Submillimeter Telescope (BLAST) 2005: A 4 sq. deg Galactic Plane Survey in Vulpecula (l=59)
我们目前的第一个结果，从一个新的250，350和500微米的银河系平面调查采取的大口径亚毫米望远镜（BLAST）在2005年。这项调查的主要目标是识别和表征大质量原恒星物体（HMPO）。这里研究的区域占地4平方米。狐狸座疏散星团NGC 6823（l=59）附近的度。我们发现60个紧凑的来源（<60“直径）同时检测到在所有三个波段。它们的光谱能量分布（SED）通过BLAST，IRAS，Spitzer MIPS和MSX测光进行约束，假设尘埃发射率指数β =1.5，推断尘埃温度范围为~12- 40 K。亮度质量比是一个与距离无关的量，范围约为0.2-130 L_ \odot M_ \odot^{-1}。距离估计从重合的13 CO（1->0）速度结合各种其他速度和形态的数据在文献中。总共有49个来源与NGC 6823（距离~2.3kpc）的分子云复合体有关，10个物体与英仙座臂（~8.5kpc）有关，一个物体可能在银河系外（~ 14 kpc）。在NGC 6823附近，BLAST源的亮度和质量分别为~40-10^4 L_ \odot和~15-700 M_ \odot。质谱与其他高质量恒星形成区域的分子气体质量是相容的。一些发光源似乎是由早期B星提供动力的超紧凑HII区域。然而，许多天体都是冷的，大质量的引力束缚的团块，没有明显的原恒星内部辐射，因此是优秀的HMPO候选者。
2007-11-21 astro-ph
Background Measurements from Balloon-Borne CZT Detectors
我们报告探测器的特点和背景测量从两个原型成像CZT探测器在2001年5月的科学气球有效载荷飞行。探测器都是铂接触10 mm x 10 mm x 5 mm CZT晶体，每个都有一个4 $\times$ 4像素阵列平铺阳极。一个是由IMARAD水平布里奇曼CZT，其他的eV产品高压布里奇曼材料。两个检测器并排安装在倒装芯片配置中，并由32通道IDE VA/TA ASIC前置放大器/整形器读出。我们将探测器封装在与我们先前报道的2000年9月的飞行中使用的相同的40度视场准直器（包括分级的被动屏蔽和塑料闪烁体）中。探测器的I-V曲线是二极管状的，我们发现铂触点粘附到CZT表面比金到以前的探测器更好。探测器和仪器在2001年5月23日至24日的20小时气球飞行中表现良好。虽然我们在飞行中发现了一个重要的仪器背景成分，但可以测量并从光谱中减去这个成分。由此产生的IMARAD探测器背景光谱（从30 keV到~450 keV）在100 keV时达到~5 x 10^{-3}$计数/cm^2 -sec-keV，在高能时具有~2的幂律指数。eV Products探测器具有类似的光谱，尽管由于校准复杂性，能量标度存在更多的不确定性。
2002-12-03 astro-ph
GRAPE - A Balloon-Borne Gamma-Ray Polarimeter Experiment
本文综述了GRAPE（γ射线偏振仪实验）的发展状况。GRAPE是一种硬X射线康普顿偏振仪。GRAPE的目的是测量50-300 keV能量范围内硬X射线的偏振。我们对太阳耀斑和伽马射线暴发射的X射线特别感兴趣，尽管GRAPE也可用于研究其他天体物理源。准确测量发射辐射的偏振将导致更好地理解发射机制和源几何形状。GRAPE设计由围绕中心高Z晶体闪烁体的塑料闪烁体阵列组成。光子从塑料阵列散射到中心量热计的方位角分布提供了入射辐射的偏振分数和偏振角的测量。检测器的设计在大视场（> π球面度）上提供灵敏度。该设计有利于制造具有最小死区的大面积阵列。本文介绍了最新的设计概念和最新的结果，从实验室测试的GRAPE科学模型。
2005-08-14 astro-ph
PoGOLite - A High Sensitivity Balloon-Borne Soft Gamma-ray Polarimeter
我们描述了一种新的球载仪器（POGOLite）能够检测10%的偏振从200 mCrab点样源之间的25和80 keV在一个6小时的飞行。软伽玛射线波段的偏振测量有望为高能发射机制以及磁场、辐射场和星际物质的分布提供强有力的探测。目前，只有探索性的极化测量已在软伽玛射线波段进行。减少宇宙射线粒子产生的大背景一直是最大的挑战。PoGOLite使用康普顿散射和光吸收在217阱型phoswich探测器单元的阵列中，该探测器单元由塑料和被BGO反符合屏蔽和厚的聚乙烯中子屏蔽包围的BGO扩散器制成。窄FOV（1.25msr）获得与井型phoswich探测器技术和厚背景屏蔽的使用提高了检测的S/N比。事件选择的基础上记录的光电管波形和康普顿运动学的背景减少到预期的40- 100 mCrab源之间的25和50 keV。对蟹状星云的6小时观测将区分极帽/槽隙、外隙和焦散模型，其σ值大于5，并清晰地识别天鹅座X-1硬态中的康普顿反射分量。第一次飞行计划于2010年进行，预计此后将有从瑞典到加拿大北部的长期飞行。
2008-04-22 astro-ph
Archeops: A CMB anisotropy balloon experiment measuring a broad range of angular scales
宇宙微波背景辐射是可以观测到的最古老的光子辐射，在宇宙大约30万年时发出。它在2.73 K下是黑体，并且几乎是完全各向同性的，各向异性约为1/100，000。然而，1992年COBE卫星探测到的这些各向异性限制了宇宙学参数，如宇宙的曲率。Archeops是一个气球实验，旨在绘制这些各向异性。该仪器由一个1.5米望远镜和冷却到85 mK的测辐射热计组成，用于探测150至550 GHz之间的辐射。为了降低寄生信号，仪器在北极夜晚由平流层气球携带。该仪器也是普朗克卫星任务的准备，因为它的设计类似于HFI。我们在这里讨论2001年1月29日从欧洲探空火箭发射场（瑞典基律纳附近）到俄罗斯的第一次科学飞行的结果，这次飞行导致了在该分辨率下前所未有的22%（亚）毫米天空覆盖率。在这里，我们把一些重点放在星际尘埃前景发射观测。
2001-12-01 astro-ph
Reconstruction of showers in the calorimeter during the first flight of the CREAM balloon experiment
宇宙射线能量学和质量（CREAM）气球实验于2004年12月首次从南极洲起飞。该仪器包括一个钨/科幻热量计，前面是一个石墨靶（~0.5相互作用长度和~1辐射长度），其中强子簇射由入射核的非弹性相互作用引发。20辐射长度量热计的细粒度（1 cm）允许对簇射的窄电磁核成像并确定入射粒子的方向。初步结果，从飞行数据，仪器的淋浴重建能力和观察到的淋浴属性。
2005-07-21 astro-ph
BLAST Autonomous Daytime Star Cameras
我们已经开发了两个冗余的白天星相机，提供良好的指向解决方案的球载亚毫米望远镜，BLAST。相机能够提供绝对精度< 5弧秒的重建指向解决方案。它们在白天漂浮的条件下对低至9等的恒星很敏感。每台相机都结合了一个100万像素的CCD和一个200 mm f/2镜头，以拍摄2度x 2.5度的天空。仪器是自主的。内部计算机控制温度，调整焦点，并确定1 Hz的实时指向解决方案。这些仪器的机械细节和飞行性能。
2006-05-01 astro-ph
An update on Archeops: flights and data products
Archeops是一种气球载仪器，专门用于在大部分天空中以高分辨率测量CMB温度各向异性。我们介绍了Archeops的飞行和数据产品，Archeops的结果，以及将来使用Archeops数据进行多实验数据分析。
2003-07-31 astro-ph
Anisotropy in the Microwave Sky: Results from the First Flight of BAM
本文报道了一种新的球载各向异性测量仪BAM的首次飞行结果，该仪器是为探测宇宙微波背景（CMB）各向异性而设计的。该仪器使用低温差分傅里叶变换光谱仪，以获得五个光谱通道的数据，其中心频率在3.7 cm^{-1}至8.5 cm^{-1}范围内。光谱仪耦合到离轴主焦点望远镜;组合产生天空上由0 \fdg 7 FWHM光束定义的两个区域的差光谱，该光束由3 \fdg 6分开。在10个天空位置获得的单个差异显示出统计上显著的波动。假设高斯相关各向异性，对于3.1 cm^{-1}至9.2 cm^{-1}的谱带平均值，对于1 \fdg 2的相关角，可以找到$ΔT/T = 3.1^{+3.1}_{1.1}\times 10^{-5}$（90%置信区间）。这对应于$Q_{flat} = 35.9^{17.7}_{6.3} μK$（1σ）。
1996-11-27 astro-ph
Preliminary Results from the 1999 Balloon Flight of the Liquid Xenon Gamma-Ray Imaging Telescope (LXeGRIT)
LXeGRIT是一个球载康普顿望远镜，采用大体积液体氙时间投影室（LXeTPC）作为中央伽马射线探测器。它被设计成在200 keV至20 MeV的能量范围内对伽马射线成像，在2 MeV时具有约3度（1 sigma）的角分辨率，在约1 sr的视场（FOV）内。在飞行前校准实验期间测量的探测器的能量和三维空间分辨率分别为$ΔE_\mathrm{lxe}/E=8.8% : \sqrt{1\MeV /E}$和<1 mm RMS。康普顿事件的检测效率在1.5%和4%之间变化，这取决于能量和事件选择。我们描述的仪器飞行于1999年5月7日，并审查其整体性能在气球高度。发射发生在13：26：54 UT从英尺。萨姆纳，新墨西哥州和航班被终止约9小时后。螃蟹在仪器FOV中几个小时。对这些数据的分析正在进行中。
2000-12-19 astro-ph
The Maxima and Boomerang Experiments
MAXIMA和BOOMERanG是气球载实验，旨在绘制l=10至l=900的高分辨率宇宙微波背景各向异性功率谱。在这里，我们描述的程序的观察，实验，他们的能力，和他们的预期性能。
1997-02-22 astro-ph
The Cosmic-Ray antiproton flux between 3 and 49 GeV
本文报道了一种新的宇宙线反质子谱测量方法。这些数据是由1998年5月28日至29日在美国新墨西哥州萨姆纳堡进行的气球实验CAPRICE 98收集的。该实验使用了NMSU-WIZARD/CAPRICE 98球载磁谱仪，该磁谱仪配备有气体环成像切伦科夫（RICH）探测器、飞行时间系统、由漂移室和超导磁体组成的跟踪装置以及硅钨热量计。RICH探测器是有史以来第一个能够对能量超过5 GeV的电荷1粒子进行质量分辨的探测器。在光谱仪上共发现了31个刚性在4到50 GV之间的反质子，它们的背景都很小。在大气顶部的动能区，在3.2和49.1 GeV之间的绝对反质子能谱被确定。我们发现，所观察到的反质子光谱和反质子比是一致的一个纯粹的二级起源。然而，可以不排除主要组分。
2002-01-15 astro-ph
Archeops: a large sky coverage millimeter experiment for mapping Cosmic Microwave Background anisotropies
我们提出了Archeops，一个气球载测辐射热计实验，旨在绘制一个大部分的天空在毫米和亚毫米波长。主要的科学目标是研究所有尺度上的宇宙微波背景各向异性，以便正确地导出宇宙的宇宙学参数。我们呈现了第一次科学飞行的天空覆盖图。
2001-10-09 astro-ph
The Galactic dust as a foreground to Cosmic Microwave Background maps
我们目前获得的结果与PRONAOS球载实验星际尘埃。特别是，发现亚毫米/毫米光谱指数在小尺度（3.5'分辨率）上大致在1和2.5之间变化。这可能对宇宙微波背景图中的成分分离有影响。
2003-08-06 astro-ph
