Background and Imaging Simulations for the Hard X-Ray Camera of the MIRAX Mission
我们报告的详细蒙特卡罗模拟的结果，预计在气球高度和可能的卫星轨道的硬X射线编码孔径相机正在开发的MIRAX任务的性能。基于一个彻底的质量模型的仪器和详细的规格的光谱和角度依赖的各种相关的辐射场在平流层和轨道环境，我们使用了著名的包GEANT 4模拟仪器背景的相机。我们还显示了源场的模拟图像，以观察和计算的仪器在这两种情况下的详细灵敏度。这里报告的结果是特别重要的研究人员在这一领域考虑到，我们提供了重要的信息，不容易在文献中找到，如何准备输入文件和计算关键的仪器参数，以执行GEANT 4模拟高能天体物理学空间实验。
2016-03-30 astro-ph.IM
System Analysis for a high-precision high-accuracy Astrometric instrument for HWO
本文对HWO高精度较差天体测量仪器进行系统分析，通过误差预算和任务剖面设计，提出基于十亿像素CMOS焦平面的仪器架构，并规划关键技术至TRL 5级的路径。
2025-11-10 astro-ph.IM
The STROBE-X Low Energy Modular Array (LEMA) Instrument
LEMA是STROBE-X任务的三大仪器之一，基于NICER设计，旨在对天体X射线源进行光谱-计时测量，在0.2-12 keV能量范围内实现灵敏度的大幅提升。
2024-10-10 astro-ph.IM
Operations and Performance of the PACS Instrument 3He Sorption Cooler on board of the Herschel Space Observatory
3 He吸附冷却器产生的工作温度为285 mK的赫歇尔空间天文台的光电探测器阵列相机和光谱仪（PACS）仪器的测辐射热计阵列。根据仪器的操作条件，该冷却器可提供60至73小时的稳定保持时间。可通过在飞行任务早期建立的简单函数关系确定各自的保持时间，并在整个飞行任务的科学飞行任务规划中可靠地加以应用。在由于探测器阵列的热输入而使液体3 He耗尽之后，冷却器在良好建立的自动程序之后被再循环用于下一个操作周期。我们概述了整个任务的冷却器操作和性能，并区分冷却器回收的启动条件和PACS光度计操作的两种主要模式。作为副产品，冷却器再循环温度对Herschel低温恒温器4 He浴的影响被用作专用直接液氦含量测量的替代方法，以确定液氦冷却剂的寿命。
2014-05-22 astro-ph.IM
Project Icarus: Preliminary Thoughts on the Selection of Probes and Instruments for an Icarus-style Interstellar Mission
在本文中，我们概述了探测器和科学仪器的范围，将需要为了伊卡洛斯履行其科学使命，探索附近的恒星，其伴随的行星系统，和干预星际介质。根据这一初步分析，我们估计，伊卡洛斯号的最低科学有效载荷质量（即必须减速后停在目标系统中以便能够进行有意义的科学调查方案的探测器和仪器的质量）将在100吨左右。其中，约10吨将分配给巡航阶段的科学仪器，约35吨（即28吨和41吨的估计下限和上限的平均值）将由系统内科学有效载荷本身（即恒星和行星探测器及其仪器的干质量）提供。剩余的约55吨用于满足子探测器系统内的推进要求（根据目前的太阳系飞行任务粗略估计;需要对子探测器推进系统进行详细建模以完善这一数字）。然而，科学有效载荷的总质量将大大超过100吨，因为必须考虑到支持、部署科学探测器和仪器并与之通信所需的有效载荷结构和基础设施元件。根据早期的代达罗斯研究，我们估计另一个因素为2，以考虑这些组件。因此，在更详细的研究得出结果之前，似乎需要约200吨的总体科学相关有效载荷质量。本文是伊卡洛斯项目研究小组的一份报告。
2016-06-04 astro-ph.EP astro-ph.IM
The High Definition X-ray Imager (HDXI) Instrument on the Lynx X-Ray Surveyor
Lynx X射线勘测者任务是NASA科学和技术定义团队正在研究的4个大型任务之一，作为即将到来的2020年十年调查的任务概念。通过利用将精细的角分辨率（<0.5弧秒HPD）与大的有效面积（在1 keV下约为2 m^2）相结合的光学器件，Lynx将能够在独特的科学参数空间内进行探索。高清晰度X射线成像仪，HDXI，是为这一飞行任务概念确定基准的主要软X射线成像仪器之一。该仪器将通过使用精细像素化的硅传感器阵列在宽视场（~ 22 x 22弧分或更大）上实现精细角分辨率成像。硅传感器可实现大尺寸/小像素器件、耐辐射设计以及整个软X射线带通的高量子效率。为了充分利用Lynx的大收集面积（~ 30 x Chandra），而不发生X射线事件堆积，HDXI将能够比当前的X射线成像仪快得多的帧速率。将描述HDXI的计划要求、能力和开发状态。
2018-07-13 astro-ph.IM
MICROSCOPE mission: Statistics and impact of glitches on the test of the weak equivalence principle
MICROSCOPE对弱等效原理（WEP）的空间测试是基于对两个测试质量在绕地球轨道运行时所经历的加速度差的微小测量。违反WEP的检测将出现在公知的频率$f_{\rm EP}$上，这取决于卫星的轨道和旋转频率。因此，对实验进行了优化，以最大限度地减少$f_{\rm EP}$的系统误差。小故障是在测试质量的测量加速度中可见的短暂事件，最有可能起源于卫星涂层的裂缝。在本文中，我们描述了它们的形状和时间分布。虽然本质上是随机的，但它们的到达时间分布受到轨道和旋转周期的调制。它们对必须量化的WEP测试有影响。然而，现有的数据使我们无法明确地处理这一任务。我们表明，毛刺影响测试的WEP，一个先验的未知水平。因此，丢弃扰动数据是减少其影响的最佳方法。
2020-12-22 astro-ph.IM gr-qc physics.space-ph
Indian Payloads (RT-2 Experiment) Onboard CORONAS-PHOTON Mission
RT-2实验（RT -伦琴望远镜）是一台低能伽马射线仪器，是作为日冕-光子任务的印度-俄罗斯合作项目的一部分设计和开发的，目的是研究从紫外线到高能伽马射线（~2000 MeV）的电磁波谱宽能段的太阳耀斑。RT-2仪器将涵盖15 keV至150 keV的能量范围，可扩展至~1 MeV。它由三个探测器（两个Phoswich探测器，即RT-2/S、RT-2/G和一个固态成像探测器RT-2/CZT）和一个处理电子装置（RT-2/E）组成。两个Phoswich探测器都将具有时间分辨光谱，而固态成像探测器将具有硬X射线中太阳耀斑的高分辨图像。我们已经使用Co-57（122 keV）放射性源的板载校准的所有三个探测器。在本文中，我们简要地讨论了RT-2仪器的飞行性能和目前的初始飞行数据的仪器。该任务于2009年1月30日从俄罗斯普列谢茨克航天发射场发射到极地低地球轨道（约550公里）。
2009-12-25 astro-ph.IM
The High Inclination Solar Mission
高倾角太阳飞行任务（HISM）是一个观测太阳和日光层的黄道外飞行任务概念。任务剖面主要基于太阳极地成像仪的概念：最初螺旋进入0.48天文单位的黄道轨道，然后以每年$\sim 10$度的速度增加轨道倾角，最终达到$>$ 75度的日面倾角。轨道剖面是利用目前正在为太阳巡洋舰飞行任务开发的技术所产生的太阳帆来实现的。HISM遥感仪器包括一个成像分光偏振计（多普勒成像仪/磁力仪）和一个可见光日冕仪。现场仪器包括法拉第杯、离子组成光谱仪和磁力计。等离子体波的测量是用电天线和高速磁强计进行的。任务评估中使用的$7,000\,\mathrm{m}^2$帆是4象限$1,666\,\mathrm{m}^2$太阳巡洋舰设计的直接延伸，并采用了相同类型的高强度复合材料吊杆、展开机构和膜技术。模拟的帆系统旋转（约1 rpm），以确保所需的吊杆特性和裕度。航天器总线具有精确指向的三轴稳定仪器平台，一旦航天器到达0.48 AU的太阳距离，就可以进行全面的科学观测。
2020-06-04 astro-ph.IM
X-ray grating spectroscopy as a mission enhancement
MIT（麻省理工学院）；Technion, Israel（以色列理工学院）；Univ. Michigan（密歇根大学）；Center for Astrophysics — Harvard & Smithsonian（哈佛-史密松天体物理中心）；Izentis（伊赞提斯公司）；University of Michigan（密歇根大学）；SRON, The Netherlands（荷兰SRON国家研究所）；FAU Erlangen-Nuernberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）；U. Iowa（爱荷华大学）；Penn State University（宾夕法尼亚州立大学）；Saint Mary’s University（圣玛丽大学）；NASA/GSFC（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；WashU（华盛顿大学）；Columbia（哥伦比亚大学）；ESA（欧洲空间局）；NCAC PAS, Poland（波兰科学院国家天文中心）；NASA/ARC（美国宇航局艾姆斯研究中心）；University of Massachusetts（马萨诸塞大学）；JHU, NASA/GSFC（约翰斯·霍普金斯大学，美国宇航局戈达德太空飞行中心）
该研究提出为NASA ASTRA框架内的X射线任务加装软X射线光栅光谱仪等仪器，以实现多项天体物理研究目标，成本低且适配性强。
2026-09-01 astro-ph.IM
SpIRIT Mission: In-Orbit Results and Technology Demonstrations
SpIRIT 6U立方星任务展示了在轨技术演示，包括HERMES探测器、热管理、低延迟通信及AI图像处理，并分享了早期结果与经验教训。
2024-07-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Monitoring Gamma Ray Bursts with the Zirè instrument onboard the NUSES space mission
本文研究NUSES任务Zirè仪器的高密度分段量能器作为伽马射线暴监测器的性能，通过计算有效面积、灵敏度和定时响应验证其可行性。
2025-09-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Overview of the High-Definition X-ray Imager instrument on the Lynx x-ray surveyor
NASA的四个科学和技术定义小组已经召开会议，以开发和研究即将到来的2020年十年调查评估的四个任务概念。山猫X射线探测器任务是这四个大型任务之一。Lynx将把精细的角分辨率（<0.5 arcsec HPD）X射线光学器件与大的有效面积（1 keV时约为2 m^2）相结合，从而能够在独特的科学参数空间内进行探索。高清晰度X射线成像仪HDXI是为这一飞行任务概念确定基准的主要软X射线成像仪之一。该仪器将使用精细像素化的硅传感器阵列，以在宽视场（~22 x 22 arcmin）上实现精细角分辨率成像。硅传感器可实现大尺寸/小像素器件、耐辐射设计以及整个软X射线带通的高量子效率。为了充分利用Lynx的大收集面积（~ 30 x Chandra），同时X射线事件堆积可以忽略不计或最小，HDXI将能够比当前的X射线成像仪具有更快的帧速率。我们总结了HDXI仪器的计划要求、功能和发展状况，本特别版中的相关论文将提供一些特定探测器选项的进一步细节。
2019-06-21 astro-ph.IM
Impact of ηearth on the capabilities of affordable space missions to detect biosignatures on extrasolar planets
我们提出了一个分析模型，以估计空间任务的能力，致力于在大气中的岩石行星位于附近恒星的宜居带的生物特征搜索。得到了反射镜直径、目标距离和行星半径等任务参数与性能之间的关系。两种类型的仪器被认为是：日冕仪观察在可见光，和调零干涉仪在热红外。考虑的特派团有：具有2.4米主镜的单光瞳日冕仪，以及具有4x0.75米收集镜的编队飞行干涉仪。可接近的行星的数量是作为η地球的函数计算的。当开普勒给出η地球的最终估计时，该模型将允许对每个仪器的潜力进行精确评估。根据目前的估计，在FGK恒星周围的η地球= 10%，在M恒星周围的η地球= 50%，日冕仪只能在光谱学上研究~1.5个相关行星，干涉仪只能研究~14.0个。这些数字是在一个主要假设下获得的，即目标恒星周围的外黄道光对于每种仪器来说都足够低。在这两种情况下，假设事先探测到行星，并建立目标列表。从长远来看，建造这两种类型的光谱仪器并将其用于相同的目标将是最佳解决方案，因为它们提供了互补的信息。但作为第一个负担得起的太空任务，干涉仪在生物特征收获方面看起来更有希望。
2015-04-30 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Sub-keV Atom Reflecting Analyzer (SARA) Experiment Aboard Chandrayaan-1 Mission: Instrument and Observations
印度第一次月球飞行任务Chandrayaan-1上的SARA实验的目的是利用月球表面的高能中性原子作为诊断工具，探索太阳风-月球相互作用。SARA包括一个ENA成像质量分析仪CENA（Chandrayaan-1能量中性分析仪）和一个离子质量分析仪SWIM（太阳风监测仪），以及一个数字处理单元（DPU），该单元负责指挥和控制传感器并提供与航天器的接口。这两个传感器都提供了极好的观测数据。CENA观测了月球表面的ENA，发现约20%的入射太阳风离子从月球表面后向散射为ENA。这与之前关于月球表面几乎完全吸收太阳风的假设相反。这一观测结果与太阳系中的其他无空气天体有关。
2010-12-07 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.ins-det
The data processing system of the POEMMA-Balloon with Radio mission
本文介绍PBR任务的先进数据处理系统，整合多探测器输入并基于EUSO-SPB2架构适配混合焦平面与无线电仪器，通过冗余CPU、差分GPS等增强多信使天体物理探测能力，为未来天基观测站提供参考。
2025-11-19 astro-ph.IM
The FORCE mission : Science aim and instrument parameter for broadband X-ray imaging spectroscopy with good angular resolution
FORCE是一个1.2吨重的小型飞行任务，专门用于宽波段精细成像X射线观测。它的能量范围从1到80 keV，具有良好的角分辨率，为$15"$半功率直径。它计划在2020年代中期左右发射，其极限灵敏度设计为在1 ms内达到$F_X (10-40~{\rm keV}) = 3 \times 10^{-15}$ ~erg cm $^{-2}$ s $^{-1}$ keV $^{-1}$。这个数值比目前最好的数值高出一个数量级。凭借其高灵敏度的宽带覆盖，FORCE将探索“失踪黑洞”的新科学领域，寻找人口和演化不为人所知的黑洞家族。其他点源和扩散源科学也被考虑。FORCE还将为即将建立的大型软X射线观测站提供“硬X射线观测”。
2018-07-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
Design and Scientific Prospects of the POLAR-2 Mission
POLAR-2任务通过3台互补仪器首次联合实现伽马射线暴的宽能区偏振、光谱与定位测量，本文介绍其技术设计并预测2027年发射后的科学能力。
2025-11-07 astro-ph.IM
The ARIEL Instrument Control Unit design for the M4 Mission Selection Review of the ESA's Cosmic Vision Program
大气遥感红外系外行星大型勘测飞行任务是欧空局M4（第四次中型飞行任务）发射机会的三个现有候选飞行任务之一。拟议的有效载荷将从空间对系外行星大气层及其内部的性质进行大规模无偏光谱调查，以确定影响行星系统形成和演变的关键因素。ARIEL将观测大量（>500）温暖和炎热的过境气体巨星，海王星和超级地球周围的各种主恒星类型，目标是温度超过600 K的行星，以利用其良好的混合大气。它将利用1.2-8微米光谱范围内的一次和二次跃迁光谱学以及光学和近红外的宽带光度学。ARIEL有效载荷的主要仪器是红外光谱仪（AIRS），在两个红外通道中提供低分辨率光谱：通道0（CH 0）用于1.95-3.90 um波段，通道1（CH 1）用于3.90-7.80 um范围。它位于望远镜和普通光学系统的中间焦平面，它拥有两个红外传感器和两个冷前端电子设备（CFEE）用于探测器读出，这是一个定义明确的过程，针对选定的目标亮度进行校准，并由有效载荷的仪器控制单元（ICU）驱动。
2017-05-27 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Heliophysics Coverage Registry: An integrated metadata system for coordinated, multi-mission solar observatories
对太阳的现代研究涉及从地面和轨道上的各种仪器收集的协调观测。每个仪器都有自己的限制，如视野，占空比，调度和指挥窗口，必须在操作过程中进行协调，并可用于分析结果数据。关于观测到的太阳特征（即太阳黑子或暗条）和太阳事件（即耀斑或日冕物质抛射）的细节也被纳入，以帮助指导数据发现和数据分析管道。太阳物理学覆盖登记册（HCR）提供了一个基于标准的系统，用于收集和展示由分布式地面和空间太阳观测站收集的观测结果，这些观测站构成了一个综合太阳物理学系统。HCR目前支持界面区域成像光谱仪（IRIS）和Hinode任务以及相关地面观测站的所有仪器。在这里，我们介绍了HCR的概述，以及它如何为科学家提供工具，以便与太阳特征和事件的搜索协调，对观测元数据进行灵活的搜索。
2018-06-28 astro-ph.IM
Venus Life Finder Habitability Mission: Motivation, Science Objectives, and Instrumentation
半个多世纪以来，科学家们一直在考虑金星云层中可能存在生命。未知的化学性质使得金星大气层的某些区域可能适合居住。使用一套现代仪器进行现场大气测量可以确定云层是否具有我们所知的支持生命所需的特征。关键的可居住性因素是云粒子液滴酸度和云层含水量。我们设想一个仪器套件，不仅测量液滴的酸度和水含量（及其可变性），而且还确认生命代谢所需的金属和其他非挥发性元素的存在，验证有机物质的存在，并寻找生物特征气体作为生命迹象。我们提出了一个以天体生物学为重点的任务，科学目标和仪器，可用于大型大气探测器，降落伞在云层（40至60公里）中持续约一小时，或固定高度的气球在表面上方约52公里处运行。后者依靠四个可部署的微型探测器来测量低云区域的可居住性条件。该飞行任务还可作为样本返回的准备工作，确定云粒子的一部分是否为非液体，并确定云粒子的异质性，从而为返回地球的旅程提供样本收集和储存方法。
2022-11-21 astro-ph.EP astro-ph.IM
Microwave Remote Sensing of Giant Planet Atmospheres: Considerations for Saturn and Uranus Orbiter Missions
Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；Space Science Institute（空间科学研究所）
本文针对气态巨行星大气研究，探讨了微波辐射计的能力，结合朱诺号MWR实验成果，为土星、天王星等未来轨道器任务的仪器设计提供科学与工程层面的参考。
2026-08-24 astro-ph.EP astro-ph.IM
The MAXI Mission on the ISS: Science and Instruments for Monitoring All Sky X-Ray Images
MAXI（全天空X射线图像监视器）飞行任务是安装在国际空间站日本实验舱暴露设施（JEM-EF）上的第一个天文有效载荷。它计划于2009年年中发射，以监测国际空间站每个轨道上的全天X射线物体。MAXI将比之前的任何X射线全天监视器（ASM）有效载荷都更强大，能够监视数百个活动星系核。MAXI将提供在国际空间站一个轨道（90分钟）上观测的2-30千电子伏能量带中约20 mCrab的X射线源的所有天空图像，一天约4.5 mCrab，一个月约1 mCrab。对于2年观察，MAXI的最终可检测性为0.2 mCrab。
2009-06-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
DarkNESS: developing a skipper-CCD instrument to search for Dark Matter from Low Earth Orbit
DarkNESS任务旨在开发一种skipper-CCD仪器，从低地球轨道搜寻暗物质，通过探测衰变暗物质的X射线和亚GeV暗物质的电子反冲，实现首次太空部署，并计划于2025年底发射。
2024-12-16 astro-ph.IM
A Compact Full-disk Solar Magnetograph based on miniaturization of GONG instrument
针对小型航天器需求，提出用窄带干涉滤光片替代Lyot滤光片并缩短馈源望远镜，实现GONG仪器小型化的概念验证，经数值建模与观测验证可行。
2022-07-15 astro-ph.IM astro-ph.SR
The Solar Orbiter mission -- Science overview
太阳轨道飞行器是欧空局2015-2025年宇宙愿景方案的第一个飞行任务，也是欧空局和美国航天局之间的国际合作飞行任务，它将从黄道面外近距离探索太阳和日光层。它于2020年2月10日04：03 UTC从卡纳维拉尔角发射，旨在解决太阳和日光层物理学的关键问题，即太阳如何创造和控制日光层，以及为什么太阳活动随时间变化。为了回答这些问题，该任务携带了六个遥感仪器来观测太阳和日冕，以及四个现场仪器来测量太阳风、高能粒子和电磁场。在本文中，我们描述了任务的科学目标，以及如何通过船上仪器的联合观测来解决这些问题。本文首先概述了任务级的科学目标，然后概述了航天器和有效载荷。我们报告的观测值和性能的数字，以及每个仪器的轨迹设计。其次是对科学作战概念的总结。本文最后对科学目标进行了更详细的描述。太阳轨道器将把日光层的现场测量与太阳的高分辨率遥感观测结合起来，以解决太阳和日光层物理学的基本问题。太阳轨道飞行器有效载荷的性能符合飞行任务科学目标的要求。它的科学回报将通过与其他空间飞行任务和地面观测站的协调观测而进一步增加。
2020-09-02 astro-ph.IM astro-ph.SR
Active correction of aperture discontinuities - optimized stroke minimization II: optimization for future missions
高对比度成像和光谱学为系外行星形成模型以及行星大气模型提供了独特的限制。在过去的二十年里，这一领域的仪器技术有了很大的改进，随着恒星日冕学的发展，与波前传感和控制的具体方法并行。下一代空间和地面望远镜将首次允许表征冷太阳系行星，甚至可能原位检测生物标记。然而，这些检测所必需的主镜直径的增长伴随着其复杂性（分割、次镜特征）的增加。光圈中的这些不连续性可以极大地限制日冕照相仪器的性能。在这种情况下，我们介绍了一种新的技术，主动校正孔径不连续性-优化行程最小化（ACAD-OSM），以纠正孔径不连续性的衍射效应，在最终的图像平面的日冕，使用可变形反射镜。在本文中，我们提出了几种工具，可用于优化性能的这种技术，其应用于未来的大型任务。特别是，我们分析了可变形的设置（大小和分离距离）的影响，并发现有一个最佳点，这种设置，优化的对比度和吞吐量的仪器的性能，同时最大限度地减少中风应用到可变形反射镜。这些结果将有助于我们设计未来的日冕仪，以获得最佳的性能。
2017-10-05 astro-ph.IM
Characterizing Exoplanets in the Visible and Infrared: A Spectrometer Concept for the EChO Space Mission
太阳系外行星凌日光谱是研究太阳系外行星及其大气的关键观测技术之一。这些测量的观测挑战需要专门的仪器，只有空间环境才允许不受干扰地进入类似地球的大气特征，如水或二氧化碳。因此，目前正在研究几项针对系外行星的空间飞行任务。其中之一是EChO，系外行星表征天文台，它是欧空局宇宙愿景2015-2025计划的一部分，也是2024年M3发射槽的四个候选者之一。在本文中，我们提出了我们的评估研究的ECHO光谱仪，这艘航天器上唯一的科学仪器的结果。该仪器是一种多通道全反射色散光谱仪，同时覆盖400 nm至16微米的波长范围，具有中等低的光谱分辨率。我们说明了如何的关键技术挑战的ECHO任务-高光度稳定性-影响光谱仪的概念的选择，并从根本上驱动仪器设计。第一次性能评估强调了精心设计的ECHO任务的需求的解决方案的健身。
2013-05-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Soft Gamma-ray Detector for the ASTRO-H Mission
ASTRO-H是日本宇宙航空研究开发机构的下一代X射线卫星，打算携带具有广泛能量覆盖范围和精密能量分辨率的仪器。软伽马射线探测器是ASTRO-H仪器之一，其特点是本底水平的宽能量带（40-600千电子伏），比轨道上现有仪器好10倍。SGD是ASTRO-H硬X射线成像仪的补充，覆盖5-80 keV的能量范围。SGD通过将康普顿相机方案与窄视场主动屏蔽相结合来实现低背景，其中康普顿运动学用于拒绝背景。SGD中的康普顿照相机是由硅和碲化镉（CdTe）传感器组成的混合半导体探测器系统。半导体传感器提供了良好的能量分辨率，并且由于对康普顿运动学的更好约束，它导致了良好的背景抑制能力。康普顿运动学的利用也使得SGD对伽马射线偏振敏感，为研究伽马射线发射过程的性质开辟了一个新的窗口。ASAS-H飞行任务已得到ISAS/JAXA的批准，进入详细设计阶段，预计于2014年发射。在本文中，我们提出了科学的驱动程序和概念的SGD仪器，然后详细描述了仪器和预期的性能。
2010-10-24 astro-ph.IM
Data analysis of the NISP instrument for the Euclid mission: from the first validation tests on ground up to the verification phase after launch
本文分析Euclid任务NISP仪器数据，涵盖地面测试与发射后验证，评估探测器性能、提出基于PSF畸变的滤光轮校准方法，并开展光谱像素级模拟，确认性能满足任务要求。
2024-12-18 astro-ph.GA astro-ph.IM
The Sunrise Mission
2009年6月，气球载\Sunrise望远镜进行了首次科学飞行，从ESRANGE（瑞典基律纳附近）飞往加拿大北部的萨默塞特岛。我们描述了该项目的科学目标和任务概念，并概述和描述了各种硬件组件：1米主望远镜及其焦后科学仪器（紫外线滤光成像仪SuFI和成像矢量磁象仪IMaX）和辅助仪器（图像稳定和光分配系统ISLiD和相关波前传感器CWS），光学机械支撑结构和仪器安装概念，座舱结构和动力、指向和遥测系统，以及通用电子结构。我们还解释了完整有效载荷的结构和热设计的优化。介绍了科学飞行的准备工作，包括AIV和仪器的地面校准。概述了科学飞行期间的事件过程，直到恢复活动。最后，简要总结了该仪器的飞行性能。
2010-09-14 astro-ph.IM astro-ph.SR
Development of Instruments for Space Exploration Using Meteorological-balloons
印度空间物理学中心正在利用气象气球平台研究地球和地外高能现象。一个完整的有效载荷系统与这种气球是最多约五公斤的重量。人们必须对实验的各个组成部分采用创新和优化的设计，以便在35-42公里的适当高度获得数据，同时实现一些科学目标。本文主要对仪器进行了详细的描述，并给出了测试和标定结果。我们讨论，我们如何实施和测试三个主要的仪器，即，一个盖革-弥勒计数器，一个单晶闪烁体探测器和phoswich型闪烁体探测器为我们的任务。我们还提供了一些任务的一些飞行数据来证明此类实验的能力。
2019-09-11 astro-ph.IM
Simulating Modulated X-ray calibration Sources for future X-ray missions, using GEANT4
未来雅典娜任务中的XIFU X射线光谱仪需要X射线校准源来校准各个探测器像素的增益。为此，建议使用电子控制的调制X射线源（MXS），类似于Hitomi航天器上使用的校准源，也将在其继任者XARM上飞行。在这里，我们提出了一个模拟包的基础上粒子传输GEANT 4工具包。使用这个软件包，我们计算不同的目标和窗口配置的MXS的结果。模拟暴露的权衡，以选择最佳的源配置的雅典娜/XIFU和XARM/解决光谱仪仪器。
2018-06-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
Mock Observations for the CSST Mission: Multi-Channel Imager--Instrument Simulation
本文针对中国空间站巡天望远镜的多通道成像仪，介绍其仪器仿真软件的开发背景、定位与作用，概述仿真情况及数据处理流水线的相关性能。
2025-11-16 astro-ph.GA astro-ph.IM
The on-orbit performance of the Colorado Ultraviolet Transit Experiment (CUTE) Mission
我们提出的科罗拉多紫外线过境实验（$CUTE$）的在轨性能。$CUTE$是2021年9月27日发射的6 U CubeSat，正在获得短周期系外行星的近紫外（NUV，2480 A - 3306 A）过境光谱。该仪器包括一个20厘米的$\times$ 8厘米矩形卡塞格伦望远镜，一个NUV光谱仪与全息直纹像差校正衍射光栅，和一个被动冷却，背照NUV优化CCD检测器。望远镜通过一个18 $'$ $\times$ 60 $''$狭缝向摄谱仪提供信息。航天器总线是Blue Canyon Technologies XB 1，它已证明在56%的$CUTE$科学曝光中$\leq$ 6 $''$抖动。在航天器调试之后，执行了在轨校准程序，以表征$CUTE$仪器的在轨性能。该校准的结果表明，$CUTE$的有效面积为$\approx$ 19.0 - 27.5 cm $^{2}$，并且在整个带通上的平均本征分辨率元件为2.9 A。本文介绍了科学仪器性能参数的测量以及天文台的热特性和指向特性。
2023-01-03 astro-ph.IM
Status of the STUDIO UV balloon mission and platform
平流层气球为在大气限制的波长范围内进行观测提供了方便和负担得起的平台。与此同时，它们可以作为仪器和其他硬件未来空间应用的技术演示的有效步骤。成像观测站平流层紫外线演示器是一个球载平台和飞行任务，在0.5米孔径望远镜上携带成像微通道板探测器。STUDIO目前计划在2022年季节在瑞典Esrange上空的夏季周转条件下飞行。有关紫外线（UV）探测器的详细信息，请参阅Conti等人在本次研讨会上的贡献。该飞行任务的科学目标是调查银道面内的可变热致密星和燃烧的M矮星。与此同时，该任务还充当了多功能和可扩展天文气球平台以及上述MCP仪器的演示器。座舱的设计允许使用不同的仪器或望远镜。此外，它的设计是为了服务于几个，也更长的飞行，这是根据欧洲平流层气球观测站（ESBO）倡议设想的。在本文中，我们提出的设计和制造和测试的STUDIO平台的现状。我们还介绍了目前的飞行计划和从欧洲探空火箭发射场进行的观测。
2020-12-28 astro-ph.IM
Optimising instrument concepts with Machine Learning: Application to CMB spectral distortion experiments
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS, Institut d’Astrophysique Spatiale（法国国家科学研究中心，天体物理研究所）；Centre national d’études spatiales (CNES)（法国国家空间研究中心）
本研究提出一种基于机器学习的优化方法，用于探索天文仪器多维参数空间，并应用于FOSSIL任务的CMB谱畸变测量，识别关键参数以提升实验性能。
2026-09-17 astro-ph.CO astro-ph.IM
Updates on the background estimates for the X-IFU instrument onboard of the ATHENA mission
ATHENA预计将于2028年向L2轨道发射，涉及“炽热和充满活力的宇宙”这一科学主题，将一台高性能X射线望远镜与两台互补的焦平面仪器相结合。其中之一，X射线积分场单元（X-IFU）是一个基于TES的千像素阵列，在5 arcmin FoV范围内提供空间分辨的高分辨率光谱（6 keV时为2.5 eV）。这类探测器的背景由几个部分组成：漫射宇宙X射线背景，由反射镜聚焦并从视场内到达探测器的低能粒子（<~100 keV），以及穿过航天器并从各个方向到达焦平面的高能粒子（>~100 MeV）。这些组件中的每一个都在研究中，以减少它们对乐器性能的影响。这项任务特别具有挑战性，因为缺乏关于L2中X射线探测器背景的数据，这种轨道中预期的粒子环境的不确定性，以及蒙特卡罗背景计算中使用的模型的可靠性。因此，该小组所处理的活动范围很广，从重新分析以前的飞行任务，如XMM-牛顿的数据，到通过对地球磁尾卫星上的粒子监测器进行数据分析来确定L2环境的特征，到确定太阳事件及其发生的特征，以及验证蒙特卡罗模拟所涉及的物理模型。所有这些活动将允许开发一套可靠的模拟来预测，分析和找到有效的解决方案，以减少X-IFU所经历的粒子背景，最终满足实现ATHENA科学的科学要求。虽然这些活动仍在进行中，但我们在此介绍小组已经取得的一些初步成果。
2017-04-27 astro-ph.IM
Monte-Carlo simulations of the background of the coded-mask camera for X- and Gamma-rays on-board the Chinese-French GRB mission SVOM
几十年来，宽视场编码掩模照相机已成功地用于定位伽马射线暴（GRB）。在这些仪器中，由于它们的大视场和大有效面积，事件计数率由光子背景决定。因此，必须在仪器设计的早期阶段估计预期在轨道上的仪器背景，以便优化飞行任务的科学性能。我们在这里提出了一个详细的研究仪器的背景和灵敏度的编码掩模相机的X-和伽马射线（CXG）用于高红移伽玛暴的探测和定位的国际伽玛暴任务SVOM。为了计算背景光谱，使用蒙特卡罗方法模拟SVOM将沿其低地球轨道（高度为600公里，倾角约为30度）遇到的空间环境主要组成部分的粒子与CXG主体之间的初级和次级相互作用。我们认为详细的质量模型的CXG在其最新的设计。根据我们的结果，i）相机的被动屏蔽的设计确保在4-50 keV成像频带中宇宙X-γ射线背景是主导的，而内部背景应该在70-90 keV以上开始变得主导; ii）目前的相机设计确保CXG相机将比Swift Burst Alert望远镜对高红移GRB更敏感，这要归功于低-能量阈值为4keV。
2009-02-06 astro-ph.IM
Mock Observations for the CSST Mission: CPI-C -- Instrument Simulation
为支持CSST的CPI-C数据处理与性能评估，开发端到端模拟程序CPISM，模拟其高对比度成像光学系统与EMCCD相机，提出改进EM统计模型提升效率，生成的模拟图像为算法开发与科学研究奠基。
2025-11-13 astro-ph.EP astro-ph.IM
The Paris Meudon ground based support to the NASA Solar Maximum Mission in the eighties
本文介绍巴黎默东天文台在八十年代通过默东太阳塔和磁像仪观测光球与色球的速度和磁场，为NASA太阳极大期任务提供地基支持，以补充SMM对过渡区和日冕的观测。
2025-05-26 astro-ph.IM astro-ph.SR
The Cosmic Origins Spectrograph: On-Orbit Instrument Performance
宇宙起源光谱仪（COS）于2009年5月安装在哈勃太空望远镜上，作为服务任务4的一部分，以提供远紫外和近紫外波长（FUV，NUV）的高灵敏度，中分辨率和低分辨率光谱。COS是迄今为止最灵敏的FUV/NUV摄谱仪，波长范围从900 nm到3200 nm，峰值有效面积接近3000 cm ^2。本文介绍了仪器设计，服务任务轨道验证（SMOV）的结果，和正在进行的性能监测计划。
2010-12-28 astro-ph.IM
The PAC2MAN mission: a new tool to understand and predict solar energetic events
要准确预测耀斑和日冕物质抛射的发生，需要对太阳大气活动区的磁能积累和释放进行精确的测量。我们设计了一个新的空间天气任务，使用基于汉勒和塞曼效应的新光学仪器进行这种测量。该飞行任务由两颗卫星组成，一颗围绕L1拉格朗日点运行（地球航天器，SCE），另一颗在日心轨道上，距离地球1天文单位，落后地球80 $^\circ$（航天器80，SC 80）。光学仪器测量太阳大气层多层中的矢量磁场。航天器的轨道允许对太阳总表面的近73%进行连续成像。原位等离子体仪器探测到地球前方1天文单位处的太阳风状况。可以使用航天器的立体视图和SC80卫星的战略位置来跟踪指向地球的CME。由于对太阳中积累的磁能进行了准确监测，通过行星际空间进行了光学跟踪，并对近地环境进行了现场测量，因此有可能对地球效应空间天气事件进行预报。
2014-12-19 astro-ph.IM astro-ph.SR
The Scientific Impact of a Noiseless Energy-Resolving Detector for a Future Exoplanet-Imaging Mission
本研究针对未来类地系外行星探测任务的探测器性能需求，分析无噪声能量分辨探测器对HWO日冕仪的科学影响，发现其可大幅提升勘测的系外行星光谱获取数量与科学产出。
2024-05-14 astro-ph.EP astro-ph.IM
Maximum Likelihood Detection of Instrumental Glitches in LISA TDI Data
针对LISA任务中仪器毛刺可能污染时间延迟干涉数据的问题，提出一种基于最大似然估计的优化技术，可检测并去除波形已知的毛刺。
2025-01-14 astro-ph.IM gr-qc
The High Energy X-ray Probe (HEX-P): Instrument and Mission Profile
本文介绍拟议NASA探测器级任务HEX-P：通过共准直的HET与LET覆盖0.2–80 keV，并部署于L1，以高角分辨率和观测效率支持未来十年天体物理研究。
2023-12-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
The LOFT mission: new perspectives in the research field of (accreting) compact objects
LOFT（大型X射线计时天文台）是ESA M3的五个候选任务之一。它将解决宇宙愿景的主题：“极端条件下的物质”。通过首次耦合一个巨大的收集区域，以CCD质量的光谱分辨率检测X射线光子（面积比任何以前飞行的X射线仪器大15倍，光谱仪比任何类似分辨率的仪器大100倍），LOFT上的仪器设计为（i）通过前所未有的精确度测量中子星质量和半径，重建超致密物质的状态方程，确定超致密物质的性质;（ii）测量广义相对论在中子星和黑洞的静止时空中的强场区域中的效应，这些黑洞的质量可以低至几个引力半径。除了上述两个主题外，LOFT的观测将致力于“天文台科学”，为高能天体物理学的一些研究领域（例如伽马射线暴）提供新的见解。LOFT的评估研究阶段于2013年9月结束，表明该任务风险低，并且可以在2022年底之前轻松达到所需的技术准备水平。
2013-12-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
Rosetta Alice Ultraviolet Spectrograph Flight Operations and Lessons Learned
本文探讨了独特的欧空局罗塞塔任务操作的爱丽丝仪器的角度来看，文件的经验教训，并建议未来的任务的操作思路。安装在罗塞塔轨道飞行器上的爱丽丝仪器是一台成像摄谱仪，针对彗星远紫外光谱进行了优化，其科学目标是测量逃逸气体和尘埃的特性，并研究表面特性，包括寻找暴露的冰。我们描述了彗星相遇期间的操作过程，许多接口，以抗衡，影响爱丽丝的约束，以及如何实现爱丽丝测量彗星气体特征及其演变的科学目标。我们提供与Alice数据和已发表结果的使用和解释相关的详细信息。所有这些飞行经验和吸取的教训将有助于今后的彗星飞行任务，特别是包括紫外线摄谱仪和一般的多仪器国际有效载荷。
2017-12-11 astro-ph.IM
Addressing Selected Gamma-Ray Burst Science Topics with Future Space Instruments
本文综述未来天基任务在伽马射线暴科学中的关键作用，涵盖高红移探测、多信使定位、余辉多波段跟踪及瞬时偏振研究四大方向，并更新任务进展。
2025-10-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
The digital data processing concepts of the LOFT mission
大型X射线计时天文台（LOFT）是欧空局考虑用于M3任务的五个候选任务之一（发射机会在2022 - 2024年）。LOFT有两种仪器：大面积探测器（LAD）和宽视场监视器（WFM）。LAD是一种10 m 2级仪器，其收集面积约为迄今为止最大定时任务（RXTE）的15倍，首次结合CCD级光谱分辨率。WFM将持续监测天空并识别源状态的变化，检测瞬态和突发现象，并允许任务对此做出响应。使用LAD的有效面积观测最亮的X射线源会导致巨大的数据速率，这些数据速率需要在多个级别上进行处理，并在船上实时进行过滤和压缩。另一方面，WFM数据处理对数据速率的约束相当低，但需要算法来找到探测器上的光子相互作用位置，然后对探测器图像进行去卷积，以获得观测到的瞬态源的天空坐标。在下文中，我们将概述在研究阶段开发的数据处理概念。
2014-08-27 astro-ph.IM
Prospect for UV observations from the Moon. II. Instrumental Design of an Ultraviolet Imager LUCI
我们提出了一种近紫外（NUV）成像仪器，它可以在一系列可用的平台上飞行，包括高空气球，纳米卫星或太空任务。虽然目前所有的紫外线太空任务都采用了里奇-克雷蒂望远镜设计，但这需要非球面光学系统，使得光学系统复杂，昂贵，制造和校准具有挑战性。全球形配置是一种具有成本效益且简单的解决方案。我们的目标是一个小的有效载荷，可以通过不同的平台发射，我们已经设计了一个紧凑，重量轻的有效载荷，将承受所有发射载荷。以前没有报道过其他紫外有效载荷具有用于NUV领域成像的全球面光学设计和重量低于2公斤。我们的主要科学目标是集中在更敏感的大型空间紫外线任务无法访问的明亮紫外线源。在这里，我们将讨论整个仪器的设计和开发的各个方面，进行系统的结构和有限元分析，以确保有效载荷承受发射载荷的应力和振动。我们希望将这个望远镜-月球紫外线宇宙成像仪（LUCI）-作为印度参加Google X-Prize竞赛的一部分。从月球进行观测提供了一个独特的机会，可以从一个远离地球大气层的稳定平台上观察天空。然而，我们也将探索其他机会，并将在今年晚些时候用高空气球飞行这台望远镜。
2017-01-06 astro-ph.IM
A review of simulation and performance modeling for the Roman coronagraph instrument
Nancy Grace Roman空间望远镜日冕仪（CGI）将能够在反射光中描述系外行星的特征，并将展示对未来拍摄类地系外行星光谱的任务至关重要的空间技术。随着任务和仪器进入设计的最后阶段，各种团队已经创建了从搜索深度计算器到详细衍射模型的模拟工具。我们总结了这些努力，特别关注公开可用的数据集和软件工具。其中包括散斑和点扩散函数模型、信噪比计算器和科学产品模拟（例如碎片盘和系外行星光谱的预测观测）。这一审查旨在作为一个参考，以促进与CGI仪器的技术和科学能力的参与。
2020-12-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
A Real-Time Re-Scheduling Algorithm for Spacecraft Instrument Operations Optimization
卫星的运营规划旨在在运营执行期间引入一定水平的监督自动化，这对设计师和运营商都构成了巨大的挑战。一方面，地球观测任务的日常操作是可预测的，通常是可重复的;这两个方面都适合计算机化。另一方面，并不是每一种非名义上的情景都可以在行动中预测和正确地制定。处理意外事故会带来风险，需要尽早加以处理，希望在行动准备期间就能处理。然而，也可以在任务的后期操作阶段进行干预，优化已经使用的工具以支持操作执行。在本文中，考虑到的想法，以改善现有的流程在欧洲气象卫星应用组织，我们提出了一种算法，能够重新安排航天器的活动异常的情况下。主要目标是支持决策过程，同时克服意外情况，避免航天器和规划工程师过载，并确保飞行任务的连续性，特别是最优先考虑机载计算机存储容量和数据质量。我们测试的方法与数据的哨兵-6，它携带的高度计POSEIDON-4由EUMETSAT操作，并在此提出的结果。
2023-02-05 astro-ph.IM
High-Contrast Testbeds for Future Space-Based Direct Imaging Exoplanet Missions
在过去的二十年里，系外行星直接成像领域的仪器技术有了很大的进步。美国航天局委托进行的四项大型概念研究中有两项涉及一种高对比度仪器，用于从空间对外地球进行成像和光谱表征：LUVOIR和HabEx。本白皮书介绍了美国和法国目前正在运行的8个光学测试平台的状况，这些测试平台旨在通过实验验证从太空对地球外进行成像的必要技术。他们探索了两个互补的研究方向：（i）日冕仪设计和制造;（ii）主动波前校正方法和技术。目前正在并行分析几种仪器架构，以便为设计未来的冠状动脉造影仪器提供更多的自由度。已经在实验室中证明了清晰离轴望远镜（HabEx类）的必要性能水平，目前正在作出重大努力，以便在今后两年中在分段和/或同轴望远镜（LUVOIR类）上重现这一成就。
2019-07-22 astro-ph.EP astro-ph.IM
