LOFT - the Large Observatory for X-ray Timing
LOFT（大型X射线定时观测站）是欧空局考虑作为M3飞行任务候选者的一个飞行任务概念，并在长达两年多的评估阶段进行了研究。该任务是专门设计来执行快速X射线计时和探测黑洞和中子星附近物质的状态。LOFT科学有效载荷由一个大面积探测器（LAD）和一个宽视场监视器（WFM）组成。LAD是一种10 m^2级的尖端仪器，其收集面积约为过去最大的定时任务（如罗西XTE）的15倍，范围为2-30 keV（30-80 keV扩展），结合CCD级的光谱分辨率，具有将X射线变化性研究彻底改变到毫秒时间尺度的能力。其突破性的特点是每单位表面的质量在10 kg/m^2的范围内，在合理的重量下，有效面积约为10 m^2（在8 keV下）。由于大面积硅漂移探测器和毛细管板X射线准直器领域的最新进展，这种大而轻的实验的发展成为可能。虽然LOFT任务尚未被选中在M3 ESA计划中发射（2022-2024年发射），但在评估阶段，大多数权衡已经结束，从而产生了一个强大且有据可查的设计，该设计将在未来的ESA电话中重新提出。在本文中，我们将总结LAD仪器的特点，并简要描述了探测器的设计状态。
2014-10-31 astro-ph.IM
LOFT (Large Observatory For X-ray Timing): a candidate X-ray mission for the next decade
LOFT是欧空局在宇宙愿景方案（2015-2025年）框架内选择进行可行性研究的四个中型候选任务（M3）之一。如果在2014年获得欧空局批准，预计将在2022-2024年发射。LOFT的设计目的是观察具有极好的时间分辨率和非常好的光谱能力的X射线源。它的主要目标是直接探测黑洞附近物质的运动（强场引力），以及研究超致密物质（中子星）的物理学。有效载荷包括一个大面积探测器（LAD）和一个宽视场监视器（WFM）。LAD是在2-30 keV的能量范围内操作的准直（< 1度视场）实验，具有10 m2的峰值有效面积和在6 keV下260 eV的能量分辨率。WFM将在与LAD几乎相同的能量范围内工作，2-50 keV，能够同时监测几个球面度宽视场，角分辨率< 5 arcmin。除了主要的科学目标外，LOFT还将进行一个完整的天文观测科学计划，在2-80 keV范围内以前所未有的细节研究几种瞬态现象，如在激变变量中吸积白矮星，爆发中的新星（经典新星喷出物的内部和外部冲击，和伴随共生周期性新星中的伴星风的冲击）和爆发后的新星（一旦重新建立吸积）。
2013-05-03 astro-ph.IM
Effects of capillary reflection in the performance of the collimator of the Large Area Detector on board LOFT
X射线定时大型观测站（LOFT）是欧洲航天局为宇宙观测方案的初步评估阶段选定的候选飞行任务之一。它被提议用于M3发射槽，具有与天体物理X射线源的快速定时有关的广泛科学目标。LOFT将携带大面积探测器（LAD），作为实现该项目具有挑战性目标所必需的两个核心科学仪器之一。LAD是一种准直探测器，工作在2-50 keV的能量范围内，在8 keV下的有效面积约为10 m^2。该仪器包括位于可展开面板上的模块阵列。铅玻璃微通道板（MCP）准直器位于大面积硅漂移探测器（SDD）的前面，以减少来自离轴分辨点源和漫射X射线背景的背景污染。微通道板孔的内壁以取决于能量的概率反射掠入射X射线光子。在本文中，我们提出了一个研究与特设模拟器的影响，这种毛细管反射率的整体仪器性能。反射率是从一组有限的实验室测量，用于约束模型。使用原型准直器进行测量，该原型准直器的厚度与LAD当前基线设计中采用的厚度相似。我们发现，实验测得的孔隙内壁的反射率水平提高了在低能量下的离轴传输，产生几乎平顶响应。由于扩散宇宙X射线发射和视野内的源而导致的背景增加不会降低仪器的灵敏度。
2014-01-15 astro-ph.IM
The LOFT Ground Segment
LOFT是大型X射线计时天文台，是欧空局M3任务的候选者之一，于2013年底完成了评估阶段。LOFT配备了两种仪器，大面积探测器（LAD）和宽视场监视器（WFM）。LAD在每个轨道上对多个目标进行定点观测（约90分钟），每天提供约80 GB的专有数据（专有期为12个月）。WFM一次持续监测约1/3的天空，每天提供约100个源的数据，总共产生约20 GB的额外遥测数据。LOFT突发警报系统还识别车载明亮脉冲事件（例如，伽马射线暴，伽玛暴），并使用一个约15个甚高频接收器的专用系统向地面广播相应的位置和触发时间。所有WFM数据计划立即公布。在这篇文章中，我们总结了LOFT地面段（GS）的计划组织，如任务黄皮书1中所述。我们描述了欧空局和LOFT财团的预期GS贡献。审查了计划的LOFT数据产品以及数据流、存档和分发的细节。尽管LOFT没有被选择在M3中发射，但它的长期评估阶段（> 2年）导致了非常可靠的任务设计和有效的地面操作规划。
2014-08-27 astro-ph.IM
Optimisation of the design for the LOFT Large Area Detector Module
LOFT（X射线定时大型天文台）是一个X射线定时天文台，与其他四个候选者一起，被欧空局视为M3任务（2022-2024年发射），并在广泛的评估阶段进行了研究。它的主要仪器是大面积探测器（LAD），这是一种在2-30 keV范围内工作的10 m 2级仪器，旨在以前所未有的分辨率对紧凑物体进行X射线计时，分辨率低至毫秒时间尺度。虽然LOFT没有被选中发射，但在评估过程中，大多数权衡已经结束，导致一个强大的和有据可查的设计，将在未来的欧空局电话中重新提出。LAD仪器的构建块是模块，在本文中，我们总结了模块概念的基本原理，模块的特点和权衡/优化，导致目前的设计。
2014-08-27 astro-ph.IM
The LOFT Wide Field Monitor simulator
我们介绍了我们为X射线定时大型天文台（LOFT）任务上的宽场监视器（WFM）开发的模拟器，该任务是考虑在2022-2024年时间范围内发射的四个ESA M3候选任务之一。WFM被设计为在与大面积探测器（LAD，在2-50 keV的能量范围内几乎50%的可访问天空）相同的带通中覆盖大FoV，以便触发LAD对最感兴趣的源的后续观测。此外，其设计将允许在1天曝光中检测通量低至几mCrab的瞬态事件，为此也可以获得良好的光谱和时序分辨率（分别约为300 eV FWHM和10 μs）。为了研究可能的WFM配置满足这些科学要求，并评估仪器的性能，一个端到端的WFM模拟器已经开发。我们可以再现一个典型的天体物理观测，同时考虑到掩模和探测器的物理特性。我们将讨论WFM模拟器架构和衍生的仪器响应。
2012-09-07 astro-ph.IM
Hyper-velocity impact test and simulation of a double-wall shield concept for the Wide Field Monitor aboard LOFT
2011年，欧空局选择LOFT（X射线定时大型天文台）作为M3发射机会的候选者之一。LOFT配备了两种仪器，大面积探测器（LAD）和宽场监测器（WFM），基于硅漂移探测器（SDD）。在轨道上，它们将受到环境尘埃粒子的超高速撞击，这可能会改变SDD的表面特性。为了评估这些事件带来的风险，我们在ESABASE2和实验室测试中进行了模拟。在海德堡的马克斯·普朗克核物理研究所的范德格拉夫尘埃加速器上，对SDD原型进行了测试，旨在验证撞击产生的结构损坏在多大程度上影响SDD的功能。对于WFM，我们预计风险的影响率显着高于LAD，我们设计，模拟和成功地测试了在慕尼黑技术大学（TUM）的等离子体加速器的双壁屏蔽配置的基础上，薄箔的Kapton和聚丙烯。在本文中，我们总结了所有的评估，集中在TUM的实验测试活动。
2014-08-27 astro-ph.IM
LOFT: the Large Observatory For X-ray Timing
LOFT是用于X射线计时的大型天文台，是一个新的任务概念，与其他四个候选者竞争2022-2024年的发射机会。LOFT将对致密天体进行高时间分辨率的X射线观测，首次将前所未有的大面积X射线光子收集区与接近基于CCD的X射线仪器的光谱分辨率（在6千电子伏时，半高宽降至200 eV）相结合。工作能量范围为2-80 keV。LOFT的主要科学目标是中子星状态方程的测量和强场区广义相对论的检验。LOFT上的仪器的突破性能力将允许为广泛的银河系和河外X射线源打开新的发现窗口。在这篇文章中，我们提供了一个任务概念的一般描述，并总结了其主要的科学能力。
2012-11-08 astro-ph.IM
Simulations of the X-ray imaging capabilities of the Silicon Drift Detectors (SDD) for the LOFT Wide Field Monitor
X射线定时大型观测站（LOFT）是欧空局选定的四个宇宙观M3候选飞行任务之一，将进入评估阶段，它将彻底改变对银河系中致密物体和活动星系核中最明亮的超大质量黑洞的研究。大面积探测器（LAD）的有效面积达到了前所未有的10 m^2，它还配备了一个编码掩码宽视场监视器，负责监视LAD可能到达的大部分天空，为LAD观测到的源提供历史和背景，并触发其对最有趣和极端状态的观测。在本文中，我们提出了详细的模拟的成像能力的硅漂移探测器开发的LOFT宽视场监视器检测平面。模拟探索了探测器设计和环境条件的大参数空间，使我们能够优化探测器特性，并展示了大面积SDD在2-50 keV能量带的X射线成像性能。
2012-09-07 astro-ph.IM physics.ins-det
LOFT: Large Observatory For X-ray Timing
对致密物体的高时间分辨率X射线观测提供了直接获得强场引力、黑洞质量和自旋以及超致密物质状态方程的途径。LOFT是一个大型X射线计时观测站，专门用于研究非常快速的X射线通量和光谱变化，这些通量和光谱变化直接探测物质的运动，直到非常接近黑洞和中子星的距离。需要一台10平方米级的仪器，再加上良好的光谱分辨率（<260 eV@6 keV），才能利用相关的诊断方法，并有可能彻底改变对银河系坍缩天体和活动星系核中最明亮的超大质量黑洞的研究。LOFT将携带两个主要仪器：一个大面积探测器（LAD），将与莱斯特空间研究中心合作在MSSL/UCL建造，用于准直器和宽视场监视器（WFM）。LAD的突破性特征（将在2-30 keV的能量范围内工作）是每单位表面的质量在~10 kg/m^2的范围内，使得在合理的重量下有效面积为~10 m^2（@10 keV），并且比所有前辈提高了~20倍。这将允许前所未有的灵敏度的定时测量，允许测量中子星的质量和半径的能力，精度约为5%，或揭示在活动星系核中接近边缘稳定轨道的斑点。在这篇文章中，我们总结了LOFT仪器的特点，并概述了对其功能的期望。
2012-01-03 astro-ph.IM
The Large Area Detector of LOFT: the Large Observatory for X-ray Timing
LOFT（X射线定时大型天文台）是欧空局考虑作为M3任务（2022-2024年发射）的五个候选者之一，并在广泛的评估阶段进行了研究。它是专门设计来执行快速X射线计时和探测黑洞和中子星附近物质的状态。它的主要仪器是大面积探测器（LAD），这是一种在2- 30 keV范围内工作的10 m2级仪器，它具有在毫秒时间尺度上彻底改变X射线源变异性研究的能力。LAD仪器现已完成评估阶段，但尚未被选定用于发布。然而，在评估过程中，大多数权衡已经结束，导致一个强大的和有据可查的设计，将在未来的欧空局电话重新提出。在这次演讲中，我们将总结LAD设计的特点，并概述对仪器功能的期望。
2014-08-27 astro-ph.IM
The LOFT Wide Field Monitor
LOFT（X射线定时大型天文台）是2011年为欧空局宇宙视觉计划中的M3任务选择的四个任务之一，预计将于2024年发射。LOFT任务将携带两个仪器，其主要灵敏度在2-30 keV范围内：一个10 m^2级大面积探测器（LAD），准直视场<1°，以及一个基于编码掩模原理的宽视场监视器（WFM）仪器，覆盖超过1/3的天空。LAD将提供一个比以前任何任务大20倍的有效区域，并且通过定时研究能够解决黑洞附近强引力和中子星中核物质状态方程的基本问题。WFM的主要目标是检测LAD观察到的瞬态源。然而，由于其宽视场和<300 eV的良好能量分辨率，WFM将是一个很好的监测仪器，以研究许多类别的X射线源的长期变化。WFM的灵敏度将在一天的观测中达到2.1 mCrab，在银河系中心拥挤的区域观测中，在3秒内达到270 mCrab。该仪器的高占空比将使其成为快速瞬变现象的理想探测器，如X射线爆发、软伽马中继器、地面伽马闪光，尤其是在研究伽马射线暴方面提供独特的能力。一个专用的爆炸警报系统将能够每年向社区分发约100个伽马射线暴位置，爆炸后30 s内的定位精度约为1弧分。本文概述了LOFT WFM仪器的设计、配置和功能。
2012-09-07 astro-ph.IM
A Large Area Detector proposed for the Large Observatory for X-ray Timing (LOFT)
大型X射线计时天文台（LOFT）是考虑在2022年发射的四个候选ESA M3任务之一。它是专门设计来执行快速X射线计时和探测黑洞和中子星附近物质的状态。LOFT科学有效载荷由一个大面积探测器（LAD）和一个宽视场监视器（WFM）组成。LAD是一种10 m2级的尖端仪器，其收集面积是过去最好的定时任务（如RXTE）的20倍，范围为2-30 keV，具有彻底改变X射线可变性研究的能力，精确到毫秒时间尺度。其突破性的特点是单位表面质量低，在合理的重量下，有效面积约为10 m^2（@10 keV）。由于大面积硅探测器领域的最新进展--能够以小于10 μs的精度和在6 keV下约260 eV的能量分辨率对X射线光子进行时间标记--和毛细管板X射线准直器，使得这种大而轻的实验的发展成为可能。在本文中，我们将总结LAD仪器的特点，并概述其功能。
2012-09-07 astro-ph.IM
The design of the wide field monitor for LOFT
LOFT（X射线定时大型天文台）是2011年在宇宙视野计划中选择的欧空局M3任务之一，用于进行评估阶段研究并争夺2022-2024年的发射机会。所有M3任务的A阶段研究已于2013年底完成。LOFT设计用于携带两个灵敏度在2-50 keV范围内的仪器：一个10 m2级的大面积探测器（LAD），具有<1°的准直FoV和一个宽视场监视器（WFM），使用编码掩模并提供超过1/3的天空的瞬时覆盖。WFM的主要目标是检测LAD观察到的瞬态源。然而，由于其宽视场（FoV）和能量分辨率（优于500 eV）的独特组合，WFM也将成为研究许多类别X射线源长期变化的优秀监测仪器。WFM由10个独立且相同的编码掩模相机组成，它们以5对方式排列，以提供所需的天空覆盖范围。我们在此提供LOFT WFM的仪器设计、配置和功能概述。WFM的紧凑和模块化设计可以很容易地使仪器概念适用于其他任务。
2014-08-27 astro-ph.IM
The Large Observatory For X-ray Timing: LOFT
LOFT，即大型X射线计时观测站，是一个新的空间飞行任务概念，专门观测X射线领域的银河系和银河系外源，主要目标是探索黑洞和其他致密物体的极强场环境中的引力理论，并调查中子星中超核密度下的物质状态。LOFT上的仪器、大面积探测器和宽视场监测器首次结合了对主要在2-30千电子伏能量范围内的X射线光子敏感的前所未有的大有效面积（8千电子伏时约10平方米）和接近CCD望远镜的光谱分辨率（6千电子伏时低至200电子伏）。LOFT目前正在与欧空局宇宙愿景计划的其他M3任务候选者一起竞争2022年的发射机会。
2013-05-21 astro-ph.IM
Background simulations for the Large Area Detector onboard LOFT
X射线定时大型观测站目前处于欧空局M3宇宙观方案框架内的评估阶段，是一项创新的中等飞行任务，专门设计用于回答关于物质在致密物体周围非常强的引力和磁场中以及在超核密度条件下的行为的基本问题。LOFT在8 keV能量下的有效面积约为10 m^2，它将能够以高灵敏度测量X射线通量和光谱的快速变化。充分了解在轨背景环境对于评估飞行任务的科学性能和优化其主要仪器大面积探测器的设计至关重要。在本文中，广泛的Geant-4模拟的仪器的结果将进行讨论，显示其减少和控制的背景和设计解决方案的主要贡献。我们的研究结果表明，目前的LOFT/LAD设计预计将满足其科学要求的背景率相当于10 mCrab在2-30 keV，实现约5 mCrab在最重要的2-10 keV的能量带。此外，模拟表明，预期调制的背景率小到10%的轨道时间尺度。最大背景成分的固有光子起源也允许有效建模，由飞行中主动监测支持，允许预测系统残差显著优于1%的要求，实际上满足0.25%的科学目标。
2013-05-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
The silicon micro-strip detector plane for the LOFT/Wide Field Monitor
LOFT任务中的宽视场监视器（WFM）的主要目标是在大视场中提供对高能量源的明确探测，以支持LOFT主要仪器LAD的科学操作。该监测器本身还将提供大量关于数百个银河致密天体、活动银河核和伽马射线暴的时间和光谱特性的结果。WFM基于编码孔径概念，其中位置敏感探测器记录由天体源投射的掩模的阴影。建议的WFM探测器平面，双面微带硅探测器（DSSD）的基础上，将允许适当的投影阴影的二维记录。事实上，光子相互作用在探测器中的定位在两个方向上具有相等的精细分辨率，确保了与LOFT上该望远镜的分配预算兼容的最佳成像能力。我们将在这里描述的2D-WFM的整体配置和DSSD探测器平面的设计和特点，包括其成像和光谱性能。我们还将提出一些模拟结果，讨论这种配置提供给LOFT的优势。基于DSSD的WFM将特别显著地减少WFM在像银河系中心这样的天空拥挤区域中所经历的源混淆，并且将总体上增加任务的观测科学能力。
2012-09-07 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
LOFT: the Large Observatory For X-ray Timing
LOFT任务概念是欧空局为M3发射机会选择的四个候选者之一，作为宇宙愿景计划的中型任务。发射窗口目前计划在2022年至2024年之间。LOFT旨在利用快速X射线通量和光谱变化的诊断，直接探测物质的运动，直到非常接近黑洞和中子星的距离，以及超密度物质的物理状态。这些主要的科学目标将由一个大面积探测器（LAD）和一个宽视场监测器（WFM）组成的有效载荷来实现。LAD是一个准直（<1度视场）实验，在2-50 keV的能量范围内工作，峰值有效面积为10 m^2，6 keV时的能量分辨率为260 eV。WFM将在与LAD相同的能量范围内工作，能够同时监测几个球面度宽视场，角分辨率<5弧分。LAD和WFM实验将使我们能够研究从亚毫秒QPO到长达一年的瞬态爆发的变化。在本文中，我们报告了该项目的现状。
2012-09-07 astro-ph.IM
The Large Area Detector onboard the eXTP mission
eXTP（增强型X射线定时和偏振测量）任务是中国科学院（CAS）和中国国家航天局（CNSA）的一个重大项目，目前正在进行扩展的A阶段研究，并计划于2025年在低地球轨道上发射。eXTP科学有效载荷设想了一套仪器（光谱聚焦阵列，偏振聚焦阵列，大面积探测器和宽视场监视器），提供前所未有的同时宽带X射线光谱，定时和偏振灵敏度。一个大型欧洲财团正在为eXTP研究做出贡献，预计将提供关键的硬件元件，包括大面积探测器（LAD）。eXTP的LAD仪器基于最初在欧空局范围内为LOFT任务提出的设计。eXTP/LAD设想在2-30 keV能量范围内部署3.4 m2的有效面积，通过大面积硅漂移探测器技术实现-在6 keV下提供高达200 eV FWHM的光谱分辨率-以及毛细管板准直器-将视场限制在约1度。在本文中，我们提供了一个概述的LAD仪器的设计，包括新的元素与早期的LOFT配置。
2018-07-30 astro-ph.IM
A setup for soft proton irradiation of X-ray detectors for future astronomical space missions
被困在地球磁场中的质子是天文X射线观测站的主要威胁之一。在几十keV到几MeV的范围内的软质子撞击硅X射线探测器可以导致探测器性能的显著退化。在蒂宾根大学物理学研究所的Van-de-Graaff加速器上建造了一个用软质子辐照探测器的装置。主要优点是在大面积上的高通量均匀性，以实现大型探测器的辐照，以及用于所施加的通量、光束均匀性和光谱的监测系统，该系统允许在早期开发阶段测试探测器原型，此时读出电子器件尚不可用。到目前为止，已使用该装置进行了两次辐照活动。辐照探测器是硅漂移探测器，指定用于LOFT空间飞行任务。本文给出了一个实验装置和相关的监测系统的描述。
2013-07-16 astro-ph.IM physics.ins-det
The Wide Field Monitor (WFM) of the China-Europe eXTP (enhanced X-ray Timing and Polarimetry) mission
本文概述eXTP任务中由西班牙主导的宽视场监视器（WFM），一种基于LOFT设计的2-50 keV编码掩膜X射线监视仪，用于触发目标机遇观测并发现瞬变源。
2024-11-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Large Observatory For x-ray Timing
大型X射线定时观测站（LOFT）在欧空局M3宇宙视野框架内进行了研究，并参与了2022-2024年发射时段的最终选择。由于其主仪器的有效面积和光谱分辨率达到了前所未有的组合，LOFT将研究极端条件下物质的行为，例如靠近黑洞和中子星的吸积流最内部区域的强引力场，以及中子星内部的超核密度。科学有效载荷基于一个大面积探测器（LAD，10 m2有效面积，2-30 keV，240 eV光谱分辨率，1度准直视场）和一个宽视场监视器（WFM，2-50 keV，4球面度视场，1弧分源位置精度，300 eV光谱分辨率）。WFM配备了用于明亮事件（例如GRB）定位的机载系统。这些事件的触发时间和位置在发现后30秒内向地面广播。在本文中，我们介绍了在其A阶段研究结束时的任务状况。
2014-08-29 astro-ph.IM
