Early Results from TUS, the First Orbital Detector of Extreme Energy Cosmic Rays
Mikhail Zotov
备注：
8 pages, to appear in the proceedings of UHECR2016, Kyoto, 11-14 October 2016; version 2: minor changes following referee's suggestions; version 3: typo in the caption of Fig.2 fixed
TUS is the world's first orbital detector of extreme energy cosmic rays (EECRs), which operates as a part of the scientific payload of the Lomonosov satellite since May 19, 2016. TUS employs the nocturnal atmosphere of the Earth to register ultraviolet (UV) fluorescence and Cherenkov radiation from extensive air showers generated by EECRs as well as UV radiation from lightning strikes and transient luminous events, micro-meteors and space debris. The first months of its operation in orbit have demonstrated an unexpectedly rich variety of UV radiation in the atmosphere. We briefly review the design of TUS and present a few examples of events recorded in a mode dedicated to registering EECRs.
Kinematics reconstruction of the EAS-like events registered by the TUS detector
跟踪紫外线装置（TUS）是世界上第一个超高能宇宙射线（UHECR）轨道成像探测器，它在2016-2017年作为罗蒙诺索夫卫星科学设备的一部分运行。TUS是作为更大的K-EUSO项目的原型开发和制造的，其主要目的是测试测量地球夜间大气中广泛空气簇射（EAS）紫外线信号的方法的效率。尽管空间分辨率较低（海平面处的$\sim5\times5$ km $^2$），但记录到的几个事件在信号轮廓和运动学方面与EAS非常相似。这样的事件的参数的重建是复杂的，由一个短的轨道长度，图像的不对称性，和TUS通道的灵敏度分布的不确定性。发展了一种确定事件运动学参数（包括其到达方向）的先进方法。本文用这种方法分析了TUS探测器记录到的6个类EAS事件。所有事件都具有天顶距小于40°的空间外到达方向。值得注意的是，它们被发现在美国机场附近的陆地上，这表明这一现象可能是人为的。详细的分析表明，重建的轨道与机场跑道和甚高频（VHF）全向范围站的方向相关。在这里开发的方法，可靠的重建的轨迹样事件的运动学参数，登记在低空间分辨率，将是有用的，在未来的空间任务，如K-EUSO。
Results from the first missions of the JEM-EUSO program
超高能宇宙射线（UHECR）的起源问题在当代天体粒子物理学中仍然是一个悬而未决的问题。JEM-EUSO方案的目标是实现专门研究UHECR物理学的空间飞行任务。在这一框架内已经开发了几种探测器，或正在开发之中。2013年安装在犹他州望远镜阵列站点的EUSO-TA正在运行。它与位于Black Rock Mesa的望远镜阵列荧光探测器同时探测到9个UHECR。EUSO-气球于2014年8月在平流层气球上飞行。它测量了森林、湖泊和城市的紫外线强度，并证实了激光跟踪再现的类似UHECR事件的观测结果。EUSO-SPB 1于2017年4月24日在一个超压气球上发射，飞行了12天。它证明了望远镜所有子系统的长期功能，并观察了海洋上的紫外线辐射。自2016年4月28日以来，罗蒙诺索夫卫星上的TUS现已被纳入JEM-EUSO计划，并在UHECR探测器模式下探测到了一些有趣的信号。Mini-EUSO在俄罗斯的整合工作已进入最后阶段，计划于8月22日$^{nd}$发射。总结了这些飞行任务迄今取得的主要成果，并将其用于未来的空间探测器，如K-EUSO和POEMMA。
