Status of the K-EUSO Orbital Detector of Ultra-high Energy Cosmic Rays
K-EUSO（KLYPVE-EUSO）是一项计划中的轨道飞行任务，目的是通过探测地球夜间大气层中大量空气簇射在紫外线范围内发射的荧光和切伦科夫光，研究超高能宇宙射线。该观测站正在JEM-EUSO合作范围内开发，计划于2025年后部署在国际空间站上，运行至少两年。该望远镜由$\sim10^{5}$独立像素组成，在地面上的空间分辨率将达到$\sim0.6$公里，在400公里的高度上，它将实现大范围的全天空曝光，以采集UHECR光谱的最高能量范围。我们提供了一个全面的审查K-EUSO实验的发展现状，特别注意其硬件部分和预期的性能。我们展示了K-EUSO任务的结果如何补充现有地面实验的成就，推动对超高能宇宙射线的有趣研究，并带来有关在紫外线范围内大气中出现的其他现象的新知识。
2022-01-30 astro-ph.IM
Measurement of UV light emission of the nighttime Earth by Mini-EUSO for space-based UHECR observations
JEM-EUSO（极端宇宙空间天文台联合实验任务）计划旨在利用宽视场荧光探测器实现超高能宇宙射线（UHECR）观测。来自大气层的紫外光发射，如地球表面的气辉和人为光，是天基UHECR观测的主要背景。Mini-EUSO任务自2019年以来一直在国际空间站（ISS）上运行，这是该计划的第一次天基实验。Mini-EUSO仪器由一个25 cm折射光学器件和光电探测器模块组成，光电探测器模块具有2304像素阵列的多阳极光电倍增管。在国际空间站的最低点窗口上，该仪器能够连续监测约300公里x300公里的区域。在目前的工作中，我们报告的初步结果，测量的紫外光在夜间地球使用的Mini-EUSO数据下行到地面。我们在国际空间站轨道下方绘制了本地和全球的紫外光分布图。还进行了模拟以表征仪器对漫射背景光的响应。我们讨论了这种光对天基UHECR观测和Mini-EUSO科学目标的影响。
2021-12-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
Study of the upgraded EUSO-TA performance via simulations
本文通过模拟研究评估升级后EUSO-TA地面荧光探测器在新触发算法和电子学配置下的性能，估计其超高能宇宙线探测极限和预期触发率，并为气球载探测器提供外推依据。
2023-09-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Fluorescence Telescope on board EUSO-SPB2 for the detection of Ultra High Energy Cosmic Rays
荧光望远镜是超级压力气球II（EUSO-SPB 2）上的极端宇宙空间天文台上的两台望远镜之一。EUSO-SPB 2是一项超长时间气球飞行任务，旨在通过荧光技术（使用荧光望远镜）探测超高能宇宙射线（UHECR），并通过切伦科夫发射（使用切伦科夫望远镜）探测超高能中微子（UHE）。该任务计划于2023年飞行，是极端多信使天体物理学探测器（POEMMA）的前身。荧光望远镜是第二代仪器，在EUSO-Balloon和EUSO-SPB 1任务中飞行的望远镜之前。它采用施密特光学系统，并有一个直径1米的光圈。望远镜的焦面配备了一个6912像素的多阳极照片倍增器（MAPMT）相机，覆盖37.4 x 11.4度的视野。如此大的视野，加上长达100天的飞行目标持续时间，将首次允许从亚轨道高度探测UHECR荧光轨迹。本文将概述该仪器，包括望远镜发展的现状。
2021-12-21 astro-ph.IM
EUSO-SPB2 Fluorescence Telescope in-flight performance and preliminary results
本研究介绍了EUSO-SPB2任务中荧光望远镜的构造、预期性能与飞行情况，虽因飞行缩短未实现亚轨道紫外荧光测UHECRs的目标，但为后续POEMMA等卫星任务提供了基础。
2023-08-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
Photodetection Aspects of JEM-EUSO and Studies of the Ultra-High Energy Cosmic Ray Sky
本文介绍了超高能宇宙线（UHECR）场的研究现状，包括空气簇射物理、UHECR天体物理和实验技术。在UHECR物理学的当前问题被提到，随着在该领域遇到的实验挑战。介绍了空气荧光的物理机制，并详细介绍了JEM-EUSO实验。本论文的主要贡献包括JEM-EUSO光电探测方面的实验研究和UHECR组分和源统计的唯象研究。本文对光电倍增管和单电子计数作了全面的介绍，并详细讨论了光电倍增管效率的测量方法。本文还介绍了一种测量空气荧光产额的实验装置，并对EUSO气球高压电源样机进行了测试。研制了JEM-EUSO光电倍增管的分选装置，包括数据采集硬件的组装、标定和采集分析软件的开发。该系统用于执行EUSO气球焦面的绝对校准，以及PMT像素宽度和死空间的测量。在这项工作的唯象的一部分，它表明，源的最大能量的分布必须考虑，以了解的能量谱和组成的UHECR。还研究了可能对UHECR天空产生贡献的源的数量，发现在100 EeV处，1个源的数量级贡献了超过50%的通量。
2014-06-23 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
EUSO-SPB2: A sub-orbital cosmic ray and neutrino multi-messenger pathfinder observatory
下一代超高能宇宙射线（UHECR）和甚高能中微子观测站将解决这些粒子在最高能量下极低通量的挑战。EUSO-SPB 2（超高压望远镜上的极端宇宙空间观测站2）旨在为应对这一挑战的空间任务做准备。EUSO-SPB 2配备了两个望远镜：荧光望远镜，它将指向下方并测量能量超过2 EeV的UHECR空气簇射的荧光发射，以及切伦科夫望远镜（CT），它将指向地球边缘并测量能量超过1 PeV的宇宙射线的直接切伦科夫发射，以验证该技术。CT位于边缘下方，将搜索由中微子源的τ轻子衰变产生的切伦科夫发射，能量超过10 PeV，并研究此类事件的背景。EUSO-SPB 2飞行任务将在建立天基多信使观测站的道路上提供开创性的观测和技术里程碑。
2023-01-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Detection of Earth-skimming UHE tau neutrino with the JEM-EUSO detector
超高能宇宙中微子是研究粒子加速机制和基本相互作用的有力天体物理探针。它们为我们打开了一扇通往遥远的高能宇宙的窗户，这是任何人类手段和设备都难以进入的。在大曝光空间装置（如JEM-EUSO）中探测它们的可能性是一个实验挑战。在本文中，我们提出了一个估计的UHE τ中微子的探测的可行性的JEM-EUSO望远镜。本文研究了海水和地壳中τ中微子的相互作用。对出射τ轻子的传播长度和能量的估计表明，如果它的衰变发生在足够接近地球表面的大气中，例如低于$\sim$ $5 km$高度，级联就足够密集，产生的光可以从太空中探测到。通过对标准CORSIKA代码进行特定修改并开发与现有ESAF（EUSO模拟和分析框架）软件的接口，我们评估了JEM-EUSO探测器用于掠地（水平和向上）τ中微子的几何孔径。
2015-11-23 astro-ph.HE astro-ph.IM
Thin and thick cloud top height retrieval algorithm with the Infrared Camera and LIDAR of the JEM-EUSO Space Mission
一个多世纪以来，宇宙射线的起源一直是个谜。JEM-EUSO是一个先驱天基望远镜，将设在国际空间站，其目的是通过观测大气层探测超高能宇宙射线和极高能宇宙射线。与地面望远镜不同，JEM-EUSO将从上方进行观察，因此，为了在多云条件下正确重建UHECR，JEM-EUSO的一个关键要素是大气监测系统（AMS）。该AMS包括一个空间合格的双光谱红外相机，将提供JEM-EUSO视场（FoV）中的云层覆盖范围和云顶高度，以及一个激光雷达，将测量拍摄方向的大气光学深度。在本文中，我们将解释云的影响，为确定的UHECR到达方向。此外，由于云顶高度的反演是关键的，在多云条件下的UHECR和EHECR事件的分析，反演算法，满足技术要求的JEM-EUSO红外相机重建云顶高度目前的报告。
2015-01-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Mini-EUSO engineering model: tests in open-sky condition
Mini-EUSO是一个紫外线望远镜，将在国际空间站上向下观察地球大气层。通过设计属于JEM-EUSO方案的超高能宇宙射线荧光探测器，它将通过观测瞬变发光事件、精灵和闪电等大气现象以及来自地球的流星和生物发光，绘制第一幅地球紫外线图。从地面发射的激光产生的漫射光，模拟了氮分子在大范围空气簇射穿过大气层时发出的荧光，可以用来验证这种探测器观测超高能宇宙射线的能力。为了验证为Mini-EUSO开发的电子设备和触发算法，已经建造了一个缩小版的望远镜，其焦面为原始焦面的1：9，透镜直径为2.5厘米。对Mini-EUSO工程模型进行了实验室试验和露天试验。在本文中，我们报告的观测结果的夜空，其中包括检测的恒星，流星，行星和火箭的身体反射太阳光。还报告了观察城市灯光的有趣结果。
2019-09-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Integration and qualification of the Mini-EUSO telescope on board the ISS
Mini-EUSO是一个小型望远镜（$37 \times 37 \times 62$ ~cm $^3$），目前安装在国际空间站上。Mini-EUSO主要致力于研究$10^{21}$ ~eV以上的超高能宇宙线（UHECR），同时也致力于寻找奇异夸克物质（SQM），观测高层大气中的瞬时发光事件（TLE）、流星体、海洋生物发光和空间碎片追踪。Mini-EUSO由一个主光学系统、对紫外光谱（$300\div400$ ~nm）敏感的光电探测器模块（PDM）和几个辅助传感器组成，这些辅助传感器包括一个可见光（$400\div780$ ~nm）和近红外（$1500\div1600$ ~nm）相机以及一个$8 \times 8$通道多像素光子计数器硅光电倍增器（MPPC SiPM）阵列，该阵列将提高这种超快成像传感器的技术就绪水平。Mini-EUSO属于一组新的任务，致力于首次评估从天基观测宇宙射线的能力。将显示仪器和空间合格测试。
2022-01-07 astro-ph.IM
EUSO-TA fluorescence detector
EUSO-TA是探测超高能宇宙射线的天基JEM-EUSO飞行任务的一个探路者实验。EUSO-TA是一个高分辨率荧光望远镜，安装在望远镜阵列（TA）实验的Black Rock Mesa荧光探测器前面，位于美国犹他州。在技术援助地点，安装了一个用于校准目的的中央激光设施，因为它发射具有已知能量和几何形状的激光束。EUSO-TA由两个1 $\mbox{m}^2$菲涅尔透镜组成，视场为10.5°，将光线聚焦在光电探测器模块（PDM）上。PDM目前由36个Hamamatsu多阳极光电倍增管（MAPMT）组成，每个管有64个通道。前端读出由36个ASIC执行，两个FPGA板将数据发送到CPU和存储系统。该探测器于2015年2月安装。使用上述光源进行了测试，并对宇宙射线事件以及具有不同星等和颜色指数的恒星进行了观测。数据采集由TA荧光检测器触发，尽管自触发算法目前处于开发和测试的最后阶段。利用TA的大视场和表面探测器，重建了宇宙线簇射事件，并利用EUSO-Offline模拟了EUSO-TA探测器的响应。检测到的事件的模拟与数据进行比较，结果显示在这项工作中。
2017-01-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Jem-Euso Mission
JEM-EUSO是一项空间科学任务，旨在探索宇宙的极端能量和物理学。它的仪器将观察地球的黑暗面，并将探测由超高能宇宙射线（10 ^18 eV以上的UHECR）或极高能宇宙射线（EHECR）粒子（例如，高于约10^20 eV）。像后者这样的高刚性粒子几乎是从它的起源通过我们银河系的磁场直线到达的，预计将使我们能够通过它的到达方向来追踪源位置。这种性质可以打开带电粒子新天文学的大门。在包括倾斜模式在内的五年运行中，JEM-EUSO将利用GZK截止光谱探测到至少1,000个E>7x10^19 eV的事件。它可以确定GZK到超GZK区的能谱和源位置，统计精度为百分之几。JEM-EUSO计划由氢转移飞行器（HTV）部署，并将连接到国际空间站的日本实验舱/曝光设施（JEM/EF）。日本宇宙航空研究开发机构已选定JEM-EUSO作为2010年代初至中期发射的JEM/EF第二阶段利用的候选飞行任务之一。
2009-10-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
Development of a Cherenkov Telescope for the Detection of Ultrahigh Energy Neutrinos with EUSO-SPB2 and POEMMA
IceCube对天体物理中微子的探测和对超高能宇宙射线源模型的约束潜力为研制观测$10^7$ GeV以上中微子的仪器提供了动力。在探测超高能中微子的不同技术中，有一种是掠地技术。它利用了这样一个事实，即地球内部的τ中微子相互作用产生的τ可以从地面出现，并在大气中引发向上的粒子雨。粒子簇射和中微子可以通过测量簇射粒子的切伦科夫辐射和射电辐射来重建。在本报告中，我们讨论了我们正在进行的用于探测τ中微子的切伦科夫望远镜的开发，该望远镜将部署在极端宇宙空间天文台超压气球2（EUSO-SPB 2）上，并且是拟议的极端多信使天体物理学探测器（POEMMA）任务的前体实验。POEMMA的目标是探测来自低地球轨道的高能宇宙射线和高能中微子。EUSO-SPB 2的1 m $^2$切伦科夫望远镜将使用硅光电倍增器，该光电倍增器耦合到基于TPC通用电子公司（AGET）开关电容器环形采样器ASIC的100 MS/s读出器。我们提出的光学，从我们的研究结果，以限定读出的概念和光子探测器和读出到望远镜的机械集成的设计。
2019-07-20 astro-ph.IM physics.ins-det
Calibration of the EUSO-TA detector with stars
极端宇宙空间观测站-望远镜阵列（EUSO-TA）是一个地面实验，是JEM-EUSO（联合实验任务-极端宇宙空间观测站）的一部分，专门用于与望远镜阵列（TA）实验并行观测超高能宇宙射线（UHECR）。EUSO-TA操作的主要目标是测试硬件和校准EUSO探测器，以获得宇宙射线观测的最佳性能。除了中央激光设施（CLF）、移动激光器和紫外二极管等人工源校准外，来自恒星的天然信号也可用作校准源。这项工作提出了EUSO-TA探测器的校准结果。讨论了大气和探测器参数对恒星观测的影响。考虑到恒星是具有已知紫外辐射参数的点源，估计了来自恒星的信号幅度以及EUSO-TA探测器的点扩散函数。这种独特的校准方法可用于JEM-EUSO计划的未来任务，如EUSO-SPB2（超压气球）。
2019-09-11 astro-ph.IM
Science and mission status of EUSO-SPB2
超压气球II上的极端宇宙空间观测站（EUSO-SPB 2）是第二代平流层气球仪器，用于通过荧光技术探测超高能宇宙射线（UHECR，E > 1 EeV）和通过切伦科夫发射探测甚高能中微子（VHE，E > 10 PeV）。EUSO-SPB 2是一个探索者任务，用于像提议的极端多信使天体物理学探测器（POEMMA）这样的仪器。这样一个天基观测站的目的是测量具有高统计和均匀曝光的超高能电子回旋共振和超高能电子对撞机中微子。EUSO-SPB 2设计有两个施密特望远镜，每个望远镜都针对各自的观测目标进行了优化。荧光望远镜观察最低点以测量UHECR引起的广泛空气簇射（EAS）的荧光发射，而切伦科夫望远镜则针对快速信号（$\sim$ 10 ns）和地球边缘附近的点进行了优化。这使得切伦科夫光的测量从EAS引起的地球掠过VHE中微子，如果指向略低于肢体或从UHECR，如果观察略高于。EUSO-SPB 2的预计发射日期为2023年春季，发射地点为新西兰瓦纳卡，目标持续时间长达100天。这样的飞行将提供数千个VHECR切伦科夫信号，以及数十个UHECR荧光轨迹。这两种事件以前都没有从轨道或亚轨道高度观察到，因此EUSO-SPB 2对于向天基仪器迈进至关重要。它还将增强对两种检测技术的潜在背景信号的理解。本文将简要介绍探测器和飞行任务的现状及其科学目标。
2021-12-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Calibration and testing of the JEM-EUSO detectors using stars observed in the UV band
本文提出利用地面观测中记录的紫外波段恒星信号对JEM-EUSO探测器进行绝对校准和状态测试，并基于EUSO-TA与EUSO-TA2实验数据验证了该方法的可行性。
2023-09-16 astro-ph.IM
Analysis of above-the-limb Cosmic Rays for EUSO-SPB2
本文分析EUSO-SPB2的切伦科夫望远镜测量地球地平线以上宇宙射线的能力，利用EASCherSim模拟更新事件率估计，考虑触发效率、稀薄大气中簇射纵向发展和磁场建模改进，并与初步飞行数据比较。
2023-10-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Physics Goals and Status of JEM-EUSO and its Test Experiments
JEM-EUSO飞行任务旨在通过观测来自空间的空气簇射荧光来探索极端能量宇宙射线的起源。这架超宽视场望远镜从国际空间站向下俯瞰夜空，探测空气簇射发射的紫外光子（荧光和切伦科夫光子）。这种空间探测器提供了一次观测大量大气的绝佳机会，并将在运行几年内实现前所未有的统计数据。目前正在进行几项试验：例如，一个用于观测大气层边缘的荧光背景（EUSO-气球），另一个用于在地面演示用EUSO型望远镜探测空气簇射的能力（EUSO-TA）。本文将简要回顾飞行任务的科学目标，更新仪器的定义、性能和状况，以及测试实验的状况。
2015-04-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Overview and First Results of EUSO-SPB2
本文概述EUSO-SPB2任务，该任务从太空观测超高能宇宙射线和中微子，利用荧光和切伦科夫望远镜测量，旨在为未来多信使观测提供数据。
2023-08-31 astro-ph.HE astro-ph.IM
LIC and LID considerations in the design and implementation of the MEMS laser pointing mechanism for the EUSO UV laser altimeter
极端宇宙空间观测站（EUSO）项目正在为从空间进行超高能宇宙射线（UHECR）的科学研究制定一个新的飞行任务概念。EUSO的宽视场望远镜将从太空俯视地球夜空，以探测我们大气层中UHECR产生的空气簇射发射的紫外光子。在这篇文章中，我们集中在缓解战略商定到目前为止，特别是对子系统材料（包括光学），设计和接口的子系统和优化的仪器操作概念的实施仔细的早期选择和测试。
2016-09-13 astro-ph.IM
From Ground to Space: An Overview of the JEM-EUSO Program for the Study of UHECRs and Astrophysical Neutrinos
JEM-EUSO计划通过多平台策略，结合地面和空间观测，研究超高能宇宙射线和天体物理中微子，旨在提升对这些罕见现象的探测能力。
2025-11-21 astro-ph.IM
Trigger developments for the fluorescence detector of EUSO-TA and EUSO-SPB2
JEM-EUSO计划旨在通过观测地球大气层中广泛的空气簇射（EAS）产生的荧光来探测超高能宇宙射线（UHECR）。在该计划中，正在建造新一代任务，包括（i）将于2019年8月安装在国际空间站上的Mini-EUSO，（ii）升级地面望远镜EUSO-TA和（iii）第二次超压气球飞行（EUSO-SPB 2）。所有这些探测器都将配备一个专用的触发系统，该系统基于配备Xilinx Zynq设备的电路板，能够在三个不同的时间尺度上检测不同类型的事件：用于宇宙射线探测的微秒时间尺度（L1），用于像瞬态发光事件（TLE）这样的较慢事件的数百微秒时间尺度（L2），以及用于产生连续监测的数十毫秒时间尺度，甚至更慢的事件，如流星或核陨石。正在开发用于EUSO-TA和EUSO-SPB 2升级的L1触发逻辑，从已经为Mini-EUSO开发的逻辑开始，考虑到每个探测器的特性（光学系统、FOV、帧长度）。特别地，每个像素将具有将动态地适应于背景水平的独立阈值;必须满足关于阈值以上的像素的数量、位置和时间分布的预定条件，以便发出触发。本文将总结L1触发逻辑和当前执行的测试。
2019-09-12 astro-ph.IM
Results and performance of the Mini-EUSO telescope on board the ISS
本文报告国际空间站上Mini-EUSO望远镜前四年的运行结果与性能，该望远镜用于验证JEM-EUSO观测原理，可探测超高能宇宙线簇射、大气瞬态发光事件、流星及夜间地球紫外辐射。
2023-09-19 astro-ph.IM
Prospects of observing gamma-ray bursts with orbital detectors of ultra-high energy cosmic rays
TUS（跟踪紫外线装置）是第一个超高能宇宙射线轨道望远镜，它已证明这类仪器具有更广泛的能力，还可以探测流星、瞬时发光事件、人为辉光和地球大气层中发生的紫外线频率范围内的其他过程。在这封简短的信中，我们解决的问题，如果一个轨道UHECR探测器也可以注册伽马射线暴（GRB）通过荧光辉光照射的夜间大气。对费米GBM伽玛暴目录和几种有源和透视仪器的性能进行分析表明，具有与KLYPVE-EUSO（K-EUSO）或POEMMA望远镜相似的光学系统参数和适当的"\slow模式”触发器的探测器，平均每年只能观测到两个伽玛暴。POEMMA将在立体声模式下运行一年内记录多达3-4个伽玛暴。
2021-12-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
EUSO-SPB1: Flight data classification and Air Shower Search Results
超压气球上的极端宇宙空间天文台（EUSO-SPB 1）是JEM-EUSO合作的第二个气球探路者。这是一架指向最低点的紫外线望远镜，旨在透过超高能宇宙射线（UHECR）的荧光发射观测空气簇射。它于2017年4月24日从新西兰瓦纳卡的NASA气球发射场发射。在其飞行期间，EUSO-SPB 1在12个无月的夜晚收集数据，直到任务结束。在本文中，我们提出了触发数据中发现的事件，同时寻找空气淋浴。我们将这些事件分为不同的人群，我们讨论其特征和起源。我们表明，我们的触发事件的大多数是直接宇宙射线击中探测器。在该分析中未发现空气簇射候选物。
2019-09-18 astro-ph.IM
The Atmospheric Monitoring System of the JEM-EUSO Space Mission
大气监测系统（AMS）是空间探测超高能宇宙射线（UHECR）和极高能宇宙射线（EHECR）任务的必备关键设备。JEM-EUSO有一个专门的大气监测系统，在我们了解望远镜视场（FoV）中的大气状况方面发挥着重要作用。我们的AMS由一个非常具有挑战性的空间红外相机和一个激光雷达设备组成，这些设备完全符合空间资格，以满足这次空间任务的科学要求。AMS将提供JEM-EUSO视场内的云量信息，以及云顶高度测量值（精度为500米）和每个空气簇射方向大气透射率的光学深度剖面图（精度为0.15度，分辨率为500米）。这将确保以优于30\%的一次能量和120 $g/cm^2$的EAS最大发展深度的精度测量原始UHECR的能量和EAS（广泛空气簇射）的最大发展深度，无论是在晴朗的天空中还是在光学厚云层之上的EAS最大发展深度。此外，一个非常新颖的辐射反演技术考虑激光雷达镜头作为校准点，这似乎是最有前途的反演算法正在开发中，推断云顶高度（CTH）的所有类型的云，厚和薄云在JEM-EUSO空间望远镜的视场。
2015-01-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
The EUSO-SPB2 Fluorescence Telescope for the Detection of Ultra-High Energy Cosmic Rays
EUSO-SPB2荧光望远镜于2023年飞行，利用下一代仪器从近空间探测超高能宇宙射线，虽未发现候选事件，但记录的数据为未来实验提供了探测器稳定性与大气紫外发射率的重要见解。
2024-09-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Machine Learning for the EUSO-SPB2 Fluorescence Telescope Data Analysis
本文介绍了JEM-EUSO合作组的先进气球任务EUSO-SPB2的仪器配置与科研目标，综述了其数据分析中已部署的机器学习方法，并报告了荧光望远镜超高能宇宙射线参数重建的初步机器学习研究结果。
2023-08-25 astro-ph.IM
Study of multiple ring ELVES with the Mini-EUSO telescope on-board the International Space Station
本研究利用国际空间站搭载的Mini-EUSO望远镜，以2.5微秒时间分辨率观测约30个大气现象ELVES，通过专用算法深入分析其电光动力学与形态特征，助力理解该类电离层发光现象。
2023-10-04 astro-ph.IM physics.ao-ph
The Atmospheric Monitoring system of the JEM-EUSO telescope
国际空间站上的JEM-EUSO观测站是一项拟议的开拓性空间任务，专门用于研究超高能宇宙射线。JEM-EUSO望远镜以60 $^\circ$视场（FoV）向下观察地球大气层，将探测到UHECR引起的广泛空气簇射（EAS）穿透大气层的荧光和切伦科夫紫外辐射。重建初级宇宙线性质的能力取决于对EAS发展区域大气条件的精确测量。JEM-EUSO的大气监测系统将持续监测EAS候选地点以及EAS和JEM-EUSO望远镜之间的大气。利用紫外激光雷达和红外照相机，该系统将监测云量，并以$\sim$ 500米的精度检索云顶高度，以$Δτ\leq$ 0.15的精度和500米的分辨率检索大气光学深度剖面。本文将介绍JEM-EUSO的大气监测系统。在简要介绍该系统之后，将展示其根据卫星数据和模拟研究恢复云顶高度和光学深度以及重建阵雨廓线的能力。
2014-02-25 astro-ph.IM
Observation of ELVES with Mini-EUSO telescope on board the International Space Station
Mini-EUSO是一个探测器，从国际空间站通过俄罗斯Zvezda舱中一个对紫外线辐射透明的朝向天底的窗口在紫外线波段观测地球。Mini-EUSO主探测器由一个光学系统组成，该光学系统具有两个菲涅耳透镜和一个焦面，该焦面由36个Hamamatsu多阳极光电倍增管阵列组成，总共2304个像素，具有单光子计数灵敏度。该望远镜还包含两个辅助相机，在近红外和可见光范围内，以补充这些带宽的测量。该仪器的视场为44度，在地球表面的空间分辨率约为6.3公里，在电离层的空间分辨率约为4.7公里。该望远镜在不同的时间尺度上探测宇宙、大气和陆地来源的紫外线辐射，从几微秒开始。在2.5微秒的最快时间尺度上，迷你型EUSO能够观测到作为瞬态发光事件的大气现象，特别是ELVES，当云内闪电产生的电磁波与电离层相互作用时，发生这种现象，电离层电离并产生明显的超光速膨胀环，长达100公里，持续约100微秒。这些高能量的快速事件已经被观察到与地面伽马射线闪光一起产生，因此对其特征（速度，半径，能量......）进行了详细的研究。对于理解这些现象至关重要。在本文中，我们提出的观测能力的ELVE检测的Mini-EUSO和具体的ELVE特征的重建和研究。
2021-12-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Study of the calibration method using the stars measured by the EUSO-TA telescope
EUSO-TA是一个地面实验，放置在望远镜阵列站点的Black Rock Mesa，作为JEM-EUSO（极端宇宙空间天文台联合实验任务）计划的一部分。具有约10.6度x 10.6度视场的UV荧光成像望远镜由2304个像素（36个多阳极光电倍增管，每个64个像素）组成，以2.5微秒时间分辨率工作。带有两个菲涅尔透镜的实验装置允许与TA实验并行地测量超高能宇宙射线以及其他源，如闪电，紫外校准激光器的人工信号，流星和恒星。星星在作为点状光源穿过视场时增加像素计数。在这项工作中，我们讨论了EUSO荧光探测器的校准方法的基础上，从恒星的信号注册的EUSO-TA实验在几个运动。由于恒星的位置是已知的，信号的分析提供了一个机会，以确定探测器的指向精度。这可适用于空间或气球运载的EUSO任务。我们详细描述的分析方法，它提供了有关探测器参数的信息，如点扩散函数的形状，是执行绝对校准的EUSO相机的方式。
2021-12-18 astro-ph.IM
Neutrino Target-of-Opportunity Sky Coverage and Scheduler for EUSO-SPB2
本文介绍了EUSO-SPB2任务的高能中微子临时目标观测天区覆盖与调度软件，通过气球轨迹与天体约束优化切伦科夫望远镜指向，以探测掠地中微子产生的上行大气簇射。
2023-10-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Mini-EUSO telescope on board the International Space Station: Launch and first results
Mini-EUSO是2019年在国际空间站上发射的望远镜，目前位于空间站的俄罗斯部分。这次飞行任务的主要科学目标是寻找核质和奇异夸克物质，研究大气现象，如瞬变发光事件、流星和流星体，观测海洋生物发光现象，以及观测人造地球卫星和人造空间碎片。它还能够观测能量超过10 $^{21}$ eV的超高能宇宙射线产生的广泛空气簇射，并探测地面激光产生的人工簇射。Mini-EUSO可以在紫外线范围（290 - 430纳米）内绘制夜间地球的地图，空间分辨率约为6.3公里，时间分辨率为2.5 $μ$秒，通过俄罗斯Zvezda舱中面向天底的紫外线透明窗口观测我们的星球。该仪器于2019年8月22日从拜科努尔航天器发射场发射，基于采用两个菲涅耳透镜的光学系统和由36个多阳极光电倍增管组成的焦面，每个64个通道，共2304个通道，具有单光子计数灵敏度和44个$^{\circ}$的总视场。Mini-EUSO还包含两个辅助相机，以补充近红外和可见光范围内的测量。在本文中，我们描述了探测器，并提出了在第一年的操作中观察到的各种现象。
2022-01-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
Mini-EUSO experiment to study UV emission of terrestrial and astrophysical origin onboard of the International Space Station
Mini-EUSO将在紫外线范围（300 - 400 nm）内观测地球，提供研究各种大气事件的机会，如瞬态发光事件（TLEs），流星和海洋生物发光。此外，它的目标是寻找高于$10^{21}$ eV的超高能宇宙射线（UHECR）和奇异夸克物质（SQM）。该探测器预计将于2019年8月发射到国际空间站，并从国际空间站的Zvezda模块的紫外透明窗口以最低点模式观察地球。该仪器包括一个具有大视场的紧凑型望远镜（$44^{\circ}$），该望远镜基于采用两个菲涅尔透镜进行光收集的光学系统。光聚焦到36个多阳极光电倍增管（MAPMT）的阵列上，总共2304个像素，并且所产生的信号通过机载电子子系统转换成数字、处理和存储。除了主探测器外，Mini-EUSO还包含两个辅助相机，用于近红外（1500 - 1600 nm）和可见光（400 - 780 nm）范围内的互补测量，以及一个8x8 SiPM成像阵列。
2019-09-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Mini-EUSO mission to study Earth UV emissions on board the ISS
Mini-EUSO是一个从国际空间站在紫外波段观测地球的望远镜。它是JEM-EUSO计划的一部分，为未来更大的任务铺平了道路，如KEUSO和POEMMA，主要致力于从太空观测超高能宇宙射线。Mini-EUSO能够观测能量超过10^21 eV的超高能宇宙射线产生的广泛空气簇射，并探测地面激光产生的人工簇射。该飞行任务的其他主要科学目标是寻找核质和奇异夸克物质，研究大气现象，如瞬变发光事件、流星和流星体，观测海洋生物发光和人造地球卫星及人造空间碎片。Mini-EUSO将通过俄罗斯Zvezda舱中朝向天底的紫外线透明窗口，在紫外线范围（290 - 430纳米）内绘制夜间地球图，空间分辨率约为6.3公里，时间分辨率为2.5微秒。该仪器于2019年8月22日从拜科努尔航天发射场发射，基于采用两个菲涅耳透镜的光学系统和由36个多阳极光电倍增管组成的焦面，每个64个通道，共2304个通道，具有单光子计数灵敏度和44度的总视场。Mini-EUSO还包含两个辅助相机，以补充近红外和可见光范围内的测量。在本文中，我们描述了探测器，并提出了在第一个月的操作中观察到的各种现象。
2020-10-05 astro-ph.IM hep-ex
Simulations studies for the Mini-EUSO detector
Mini-EUSO是JEM-EUSO计划的一项任务，自2019年8月起在国际空间站上飞行。自2019年10月首次数据采集以来，已进行了超过35次会议，共计52小时的观察。该探测器一直在夜间对地球进行紫外波段观测，并探测到各种瞬态源，所有这些都是通过蒙特卡罗模拟模拟的。Mini-EUSO还能够探测流星和潜在的空间碎片，我们对这些事件进行了模拟，以估计它们对未来太空宇宙射线科学任务的影响。我们在这里展示了在这个框架中进行的模拟工作的例子，以分析迷你EUSO数据。研究了Mini-EUSO对超高能宇宙线簇射的预期响应。估算了Mini-EUSO的效率曲线与初级能量的函数关系，并确定了宇宙射线的能量阈值在10^{21} eV以上。我们比较了任务期间检测到的几个瞬态事件的形态与宇宙射线模拟，并排除了它们可能是由于宇宙射线阵雨。为了验证探测器的能量阈值，正在使用一个地面闪光器系统进行端到端校准。因此，我们实施了一个参数化的JEM-EUSO模拟框架，这样的闪光灯，并研究了检测器的响应相对于这样的来源。
2021-12-23 astro-ph.IM
Five Years of Mini-EUSO Observations from the ISS: Summary of Key Results
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Roma Tor Vergata（意大利国家核物理研究所罗马托尔维尔加塔分部）
Mini-EUSO通过国际空间站五年观测，首次系统研究了空间闪电现象及陨石，揭示了精灵等瞬态发光事件的动态特性。
2026-01-16 astro-ph.IM
Expected Performance of the EUSO-SPB2 Fluorescence Telescope
极端宇宙空间观测站超压气球2号（EUSO-SPB 2）正在开发之中，将为未来的卫星飞行任务，包括极端多信使天体物理学探测器（POEMMA）提供原型仪器。EUSO-SPB 2将由两台望远镜组成。第一个是正在研制的切伦科夫望远镜，以确定和估计未来在临边以下进行甚高能量（E>10 PeV）天体物理学中微子观测的背景源，以及临边以上宇宙射线感应信号（E>1 PeV）。第二个是正在开发的用于探测超高能宇宙射线的荧光望远镜。为了准备2023年的预期发射，已经进行了由初步实验室测量调整的广泛模拟，以了解FT能力。能量阈值估计为$10^{18.2}$ eV，并在考虑UHECR谱的形状时导致在$10^{18.6}$ eV处的最大检测率。此外，还根据模拟结果和以往EUSO任务的经验开发了机载软件。这包括在计算有限的飞行硬件上运行的1级触发器，以及基于深度学习的优先级算法，以适应气球的遥测预算。这些技术以后也可用于未来的空间飞行任务。
2021-12-14 astro-ph.IM
An overview of the JEM-EUSO program and results
超高能宇宙射线（UHECR）领域和对宇宙中粒子加速的理解，作为宇宙中最强大的源行为的关键因素，对于天体粒子物理学和基础物理学都具有极其重要的意义，并将提高我们对宇宙的总体理解。目前的主要目标是确定UHECR的来源及其组成。为此，需要增加统计数据。用于UHECR研究的天基探测器具有曝光量非常大和均匀覆盖天球的优点。JEM-EUSO计划的目的是将UHECR的研究带到太空。观测的原理是探测地球大气层中广泛空气簇射激发的大气氮各向同性荧光发射的紫外线，以及从地球表面或密集云顶反射的前向光束切伦科夫辐射。除了UHECR研究的主要目标外，JEMEUSO还将进行几项次级研究，因为这些仪器具有独特的能力，能够以1微秒左右的极端时间分辨率检测非常微弱的紫外信号：流星，瞬态发光事件（TLE），生物发光，人类产生的紫外光地图，寻找奇异夸克物质（SQM）和高能中微子等等。JEM-EUSO计划包括从地面（EUSO-TA），平流层气球（EUSO-Balloon，EUSO-SPB 1，EUSO-SPB 2）和空间（TUS，Mini-EUSO）使用荧光探测器的几个任务，以演示从空间进行的UHECR观测，并准备大型任务K-EUSO和POEMMA。回顾了该计划的现状，迄今为止不同项目所取得的主要成果，以及不久的将来的前景。
2021-12-18 astro-ph.IM physics.space-ph
Implications of Mini-EUSO measurements for a space-based observation of UHECRs
本研究介绍了国际空间站上的Mini-EUSO任务的仪器参数与运行情况，分析其紫外观测结果对评估天基探测器研究超高能宇宙线潜力、估算曝光量的重要意义。
2023-08-26 astro-ph.IM physics.space-ph
Implications of Mini-EUSO measurements for a space-based observation of UHECRs
本文介绍国际空间站上JEM-EUSO计划首个任务Mini-EUSO的仪器参数与观测能力，分析其紫外测量结果对评估天基探测器研究UHECRs潜力的意义，并据此估算计划中M-EUSO任务的曝光量。
2025-11-15 astro-ph.IM hep-ex
Machine Learning for Mini-EUSO Telescope Data Analysis
本研究针对国际空间站搭载的Mini-EUSO望远镜的紫外观测数据，开发基于机器学习的径迹类信号识别分类方法，可区分流星、空间碎片及类超高能宇宙线广延空气簇射信号，验证了简单神经网络的优异性能。
2023-08-29 astro-ph.IM physics.comp-ph physics.space-ph
Overview of the EUSO-SPB2 Target of Opportunity program using the Cherenkov Telescope
本文概述了EUSO-SPB2任务的机会目标计划，该计划利用机载Cherenkov望远镜通过地球转换tau中微子来探测$\gtrsim 10 \, {\rm PeV}$中微子源，并报告了2023年5月13日发射后的计划状态与初步数据。
2023-10-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Commissioning, Calibration, and Performance of the Cherenkov Telescope on EUSO-SPB2
为验证高空地球掠射中微子探测技术，研制并部署了 EUSO-SPB2 切伦科夫望远镜，本文介绍其校准、调试及飞行性能。
2023-10-11 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
EUSO-SPB2 Fluorescence Telescope Calibration and Field Tests
本文介绍了天基天体粒子观测台先导任务EUSO-SPB2的荧光望远镜光学系统，以及2022年在犹他TA站点的外场测试与绝对光度定标结果，该定标结果将与实验室分段定标对比。
2023-10-09 astro-ph.IM
OffLine simulation and reconstruction software framework for the JEM-EUSO missions
本研究针对JEM-EUSO任务需求，基于Pierre Auger合作组框架开发通用离线模拟重建软件，支持多任务、多平台，可实现广延空气簇射相关事件的模拟与重建，保障大型代码库稳定运行。
2023-10-07 astro-ph.IM
Machine Learning Approach for Air Shower Recognition in EUSO-SPB Data
Technical University of Košice（科希策技术大学）；Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院）；INFN, Section of Turin（意大利国家核物理研究所都灵分部）
超压气球上的极端宇宙空间观测站（EUSO-SPB 1）的主要目标是从上方观测由超高能宇宙射线引起的大范围空气簇射。EUSO-SPB 1使用荧光探测器，从近空间高度以最低点观测模式观测大气。在12天的飞行中，机载第一级触发器检测到超过\num{175000}候选事件。本文提出了一种方法来识别空气淋浴在这个数据集。该方法使用特征提取方法来创建事件的更简单表示，然后使用已建立的机器学习技术将数据分类为至少两类-淋浴和噪音。机器学习模型在飞行期间观察到的背景和飞行中的一组事件之上的一组空气淋浴模拟上进行训练。我们提出的效率的方法对模拟事件的数据集。飞行数据事件也用于无监督学习方法，以识别具有相似特征的事件组。所提出的方法使我们能够缩短候选事件列表，并且由于由无监督方法识别的相似事件组，触发事件的分类变得更简单。
2019-09-09 astro-ph.IM cs.LG
EUSO-SPB2 Cosmic Ray Searches and Observations
EUSO-SPB2作为POEMMA任务先导，搭载两类望远镜相机开展空间宇宙线观测，虽因气球故障提前终止飞行，但切伦科夫通道探测到PeV量级宇宙线事件，验证了相关技术，为后续任务提供经验。
2025-09-05 astro-ph.IM
Overview of Cherenkov Telescope on-board EUSO-SPB2 for the Detection of Very-High-Energy Neutrinos
我们目前的切伦科夫望远镜的发展状况，将飞行的长期气球飞行，极端宇宙空间观测站超压气球2（EUSO-SPB 2）。EUSO-SPB 2是一项经批准的NASA气球任务，计划于2023年飞行，是极端多信使天体物理探测器（POEMMA）的前身，后者是天体物理探测级任务的候选者。EUSOSPB 2上的切伦科夫望远镜的目的是对未来天基中微子探测器的已知和未知背景源进行分类。此外，我们将使用掠地技术来寻找极高能（VHE）τ中微子在肢体以下（E > 10 PeV）和观察空气淋浴从宇宙射线肢体以上。0.785 m^2切伦科夫望远镜配备了一个512像素的SiPM相机，覆盖12.8° x 6.4°（水平x垂直）的视场。相机信号用100 MS/s读出系统数字化。在本文中，我们讨论了望远镜的发展，相机集成，相机响应的模拟研究的现状。
2021-09-04 astro-ph.IM
EUSO-SPB2 Telescope Optics and Testing
极端宇宙空间观测站-超压气球（EUSO-SPB 2）任务将发射两台定制的望远镜，这两台望远镜采用施密特光学系统，以测量PeV和EeV尺度的宇宙射线的大范围空气簇射的切伦科夫和荧光发射，并寻找τ中微子。这两个望远镜都有1米直径的孔径和紫外/紫外可见光灵敏度。切伦科夫望远镜使用双焦镜段对准，以区分撞击相机的直接宇宙射线与来自望远镜外部的切伦科夫光。望远镜集成和实验室校准将在科罗拉多州进行。为了估计集成望远镜的点扩散函数和效率，正在制造一个提供1米直径平行光束的测试光束系统。完全集成的仪器的端到端测试将在犹他州沙漠的黑暗地点使用宇宙射线、恒星和人造光源进行。激光轨迹长期以来一直用于表征荧光检测器在该领域的性能。对于EUSO-SPB 2，通过使用激光器和望远镜都可操纵的双动态激光雷达配置，预计将改进包括气溶胶衰减校正的方法。我们计划在2021年秋季和2022年春季进行这些现场测试，以适应EUSO-SPB 2计划于2023年在新西兰瓦纳卡发射。
2021-12-17 astro-ph.IM
Tests and characterisation of the KI trigger for fast events on the EUSO-SPB2 Fluorescence Telescope
本文介绍EUSO-SPB2荧光望远镜的电荷积分通道及其新KI触发器，用于探测极短强光脉冲，并报告了实验室和TurLab测试结果及任务实施情况。
2023-10-11 astro-ph.IM physics.ins-det
Results of the EUSO-SPB1 flight
在极端宇宙空间观测台联合实验飞行任务协作范围内开发的天基光学宇宙射线探测器方面的最新和最先进的努力是极端宇宙空间观测台的超压气球飞行任务。EUSO-SPB 1仪器寻找由探测器能量阈值\unit [3]{EeV}以上的大范围空气簇射发射的紫外光。\\该探测器于2017年在新西兰瓦纳卡发射，作为NASA SPB的机会任务。在太平洋上空的12天飞行中，在空气簇射探测模式下采集了超过27小时的数据。除了概述仪器和任务细节外，我们还将展示飞行的数据分析结果。研究了搜索航迹和其他感兴趣的信号的方法，并将其应用于揭示不同类型事件的飞行数据集。但是没有发现宇宙射线候选者的明显轨迹。这一结果与飞行后进行的详细模拟研究一致，包括不同的条件。飞行的红外相机和天气预报模型的数据被用来确定望远镜FoV内的云状况。在这次会议上，还在各种单独的贡献中讨论了所提出的结果。在这次飞行中获得的经验对于计划于2022年发射的后续任务EUSO-SPB 2的准备至关重要。
2019-09-06 astro-ph.IM hep-ex
