Prospects of detecting a large-scale anisotropy of ultra-high-energy cosmic rays from a nearby source with the K-EUSO orbital telescope
KLYPVE-EUSO（K-EUSO）是计划中的超高能宇宙射线轨道探测器，将部署在国际空间站上。预计K-EUSO在天球上的照射量是均匀的，在两年的飞行任务中，在57 EeV以上的能量下记录120至500个UHECR。我们采用TransportCR和CRPropa 3软件包来估计用K-EUSO探测来自附近源的超高能宇宙射线的大尺度各向异性的前景。附近的活动星系核半人马座A、M82、NGC 253、M87和天炉座A被认为是UHECR的可能来源。为了确定性，选择了Kachelriess、Kalashev、Ostapchenko和Semikoz（2017）提出的河外宇宙射线和中微子的极小模型。我们证明，观察$\gtrsim300$事件将允许检测一个大规模的各向异性提供的分数从源事件是$\simeq$ 10- 15%，取决于一个特定的源具有高的置信水平。阈值分数随着样本量的增加而减小。我们还讨论了如果一个overdensity起源于附近的源可以观察到在脚踝周围的情况下，发现一个类似的各向异性超过57 EeV。结果是通用的，并为其他未来的实验与均匀曝光的天球。
2019-08-15 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
The EUSO-SPB2 Cherenkov Telescope -- Flight Performance and Preliminary Results
本文介绍EUSO-SPB2切伦科夫望远镜，其采用施密特光学和SiPM相机，用于在最高海拔成像大气簇射以探测超高能中微子，并报告飞行性能与初步结果。
2023-08-29 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
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
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
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
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
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
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
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
JEM-EUSO experiment for extreme energy cosmic ray observation
计划中的JEM-EUSO（国际空间站日本实验舱上的极端宇宙空间观测站）将测量宇宙射线的能谱，最高可达1000 EeV，并将寻找其来源的方向。它将观测来自空间的高能宇宙射线初级粒子在大气中产生的广泛的空气簇射。望远镜的瞬时孔径将超过最大地面探测器的孔径一个数量级。JEM-EUSO装置是一个直径为2.5米的大型望远镜，配有快速紫外相机。斯洛伐克负责确定影响实验运行效率的紫外背景，并负责分析假触发事件。
2012-12-28 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.space-ph
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
UCIRC2: EUSO-SPB2's Infrared Cloud Monitor
第二代超压气球极端宇宙空间观测站（EUSO-SPB 2）是一种探测能量超过1 EeV的超高能宇宙射线和能量超过10 PeV的甚高能中微子的气球仪器。EUSO-SPB 2由两个望远镜组成：一个指向下方的荧光望远镜用于探测UHECR，另一个指向临边的切伦科夫望远镜用于探测由上行的τ中微子和临边下方的背景信号产生的τ轻子诱导的簇射。这些望远镜视场内的云减少了EUSO-SPB 2的几何孔径，特别是荧光望远镜。因此，在整个数据采集过程中，必须监测荧光望远镜视野内的云层覆盖率和云顶高度。芝加哥大学的红外摄像机（UCIRC 2）将使用两台红外摄像机监测这些云，其响应中心波长为10和12微米。通过在跨越云热发射峰值的波长处捕获图像，UCIRC 2将测量云的色温，从而测量云顶高度。在这篇文章中，我们提供了一个概述UCIRC 2，包括其建设和用于校准仪器的技术的讨论更新。
2021-12-20 astro-ph.IM
Mini-EUSO: A high resolution detector for the study of terrestrial and cosmic UV emission from the International Space Station
Mini-EUSO仪器是一个紫外线望远镜，将放置在国际空间站（ISS）内，从俄罗斯Zvezda模块中面向天底的窗口俯瞰地球。Mini-EUSO将以6.11 km的空间分辨率和2.5 $μ$ s的时间分辨率在紫外线范围（300 - 400 nm）内绘制地球地图，为研究各种大气事件（如瞬态发光事件和流星）以及寻找奇怪的夸克物质和生物发光提供机会。此外，微型EUSO将用于探测空间碎片，以验证将EUSO级望远镜与高能激光结合用于空间碎片补救的可能性。对地球轨道紫外线辐射的高分辨率测绘使小型EUSO能够成为JEM-EUSO合作研究空间极能宇宙射线的探路者。
2017-09-01 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
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
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
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
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
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
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
The Camera and Readout for the Trinity Demonstrator and the EUSO-SPB2 Cherenkov Telescope
本文介绍了一款用于探测掠地 PeV 至 EeV 级 tau 中微子的模块化硅光电倍增管相机，详细阐述了为 Trinity Demonstrator 和 EUSO-SPB2 制造的两台液冷相机的概念设计、硬件配置及表征测试与校准结果。
2024-06-12 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
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 EUSO-TA ground-based detector: results and perspectives
本文介绍 EUSO-TA 地面紫外望远镜的探测结果与升级进展，其已探测到 9 个超高能宇宙线事例并验证了 JEM-EUSO 设计，EUSO-TA2 升级将支持更频繁的专门观测。
2023-09-16 astro-ph.IM
Search for Ultra High Energy Cosmic Rays from Space -- The JEM-EUSO Program
超高能宇宙射线（UHECR）的起源和性质在当代天体粒子物理学中仍然没有得到解决。要回答这些问题是相当具有挑战性的，因为极低的流量，每公里数$^2$每世纪在极端的能量（即E $>$ 5 $\times$ 10 $^{19}$ eV）。JEM-EUSO计划的中心目标是实现一项致力于UHECR科学的雄心勃勃的天基任务。一个超宽视场望远镜将从太空向下观察夜空，探测大气中UHECR产生的空气簇射发射的紫外光子。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。我们回顾了与JEM-EUSO计划的开发项目相关的科学目标以及实现这些目标的技术成就。
2019-09-07 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
UCIRC2: An Infrared Cloud Monitor for EUSO-SPB2
我们描述了芝加哥大学红外相机2（UCIRC 2）的设计和实现，该相机是为了在EUSO-SPB 2飞行（第二代超压气球上的极端宇宙空间观测站）期间监测云层覆盖而建造的。UCIRC 2使用两台红外（IR）相机，分别以10 $μ$ m和12 $μ$ m波长为中心，以跨越热发射峰值的两个波段捕获EUSO-SPB 2下方云层的图像。红外图像每分钟拍摄一次，可以确定望远镜和地面之间的云层高度和覆盖范围。我们讨论了UCIRC 2的设计和构造，包括使模块具有温度和真空弹性的技术和设计原理。此外，我们描绘了图像重建过程和像素的温度校准过程。本文将对未来的超高能空间望远镜的设计和实现提出建议。
2019-09-05 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
Estimation of the exposure for the air shower detection mode of EUSO-SPB1
EUSO-SPB 1是JEM-EUSO（极端宇宙空间观测站联合实验任务）计划的一个球载探路者任务。为期12天的飞行于2017年4月25日从新西兰开始，搭载美国宇航局的超压气球。由于具有探测EeV能量空气簇射的能力，在南太平洋上空约16- 30公里处，使用一台1平方米的双菲涅耳透镜紫外敏感望远镜（配备快速读出电子设备）以空气簇射探测模式进行了约30小时的数据采集。使用各种方法，我们寻找空气簇射事件。到目前为止，还没有发现空气簇射事件。根据空气簇射和探测器模拟以及数值天气预报模型估计了有效照射量，特别是关于云的作用。与假设完全晴朗大气条件的情况相比，无论云的存在与否，超过60%的阵雨都是可探测的。本文的研究成果将应用于后续的JEM-EUSO计划中的寻路器和未来的全尺寸飞行任务。
2019-09-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Neural Network Based Approach to Recognition of Meteor Tracks in the Mini-EUSO Telescope Data
Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Lomonosov Moscow State University（罗蒙诺索夫莫斯科国立大学斯科别利岑核物理研究所）；Faculty of Computational Mathematics and Cybernetics, Lomonosov Moscow State University（罗蒙诺索夫莫斯科国立大学计算数学与控制论系）；INFN（意大利国家核物理研究所）；Università di Torino（都灵大学）；INAF（意大利国家天体物理研究所）；Faculty of Physics, M.V. Lomonosov Moscow State University（M.V.罗蒙诺索夫莫斯科国立大学物理系）；RIKEN（理化学研究所）
提出两种简单的人工神经网络，以二元分类高精度识别Mini-EUSO望远镜数据中的流星信号，并可用于未来轨道或气球实验的星载设备。
2023-11-25 astro-ph.IM cs.CV cs.LG
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
Infrared Cloud Monitoring with UCIRC2
本文介绍UCIRC2红外相机，用于监测EUSO-SPB2气球望远镜视场内云层，通过测量云色温度获取云顶高度，并展示其建造、性能及飞行首批结果。
2023-10-11 astro-ph.HE 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
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
Towards observations of nuclearites in Mini-EUSO
Mini-EUSO是一台小型轨道望远镜，视场为$44^{\circ}\times 44^{\circ}$，主要在320-420 nm波段观测夜间地球。它的时间分辨率从微秒（触发）到毫秒（未触发），覆盖地面超过$300\times 300$公里，已经允许它记录数千颗流星。这种探测使望远镜成为寻找假设的重型紧凑物体的合适工具，这些物体由于其高密度和速度而在大气中留下光迹。最突出的例子是核质--一种假设的奇怪夸克物质的团块，它可能比核物质更稳定、更致密。在本文中，我们收集了42小时的观测数据后，显示了潜在的限制核屑的通量。
2022-01-04 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Mini-EUSO data acquisition and control software
我们介绍了微型极端宇宙空间观测站（EUSO）的操作数据采集和控制软件，这是一个用于观测广泛的空气簇射和大气现象的天基荧光望远镜。该框架已经与Mini-EUSO的开发一起进行了广泛的测试，并在2019年8月22日成功向国际空间站发射仪器之前完成。数据采集、内务管理和子系统控制均使用定制设计的前端电子设备实现，该前端电子设备基于Xilinx Zynq XC 7Z 030芯片，通过集成Zynq处理系统与PCIe/104 CPU模块接口。仪器控制界面采用面向对象的C++设计，可根据需要自主和交互运行。虽然是为Mini-EUSO开发的，但软件和硬件的模块化设计可以轻松扩展到更大的仪器设计，并适应不同的子系统和通信要求。因此，该框架还将用于EUSO-TA仪器的升级，并可能用于下一次EUSO-SPB 2 NASA气球飞行。所展示的软件和固件是开源的，并随详细的集成文档一起发布。
2019-12-11 astro-ph.IM
Multi Anode Photomultiplier Tube Reliability Assessment for the JEM-EUSO Space Mission
可靠性评估与分析其单个部件易于失效的设备和系统有关。本可靠性分析记录了使用217 Plus方法确定JEM-EUSO光电倍增管组件可靠性的过程和结果。量子效率降低和辐射硬度保证。因此，构成JEM-EUSO空间望远镜焦面的光电倍增管受到的损伤程度是可以接受的。结果还表明，辐射SET对失效的贡献最大。这一设备的保证性能为99.45%，这是一个公认的可靠性值，因此满足了JEM-EUSO的目标和技术挑战。
2015-01-22 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
EUSO@TurLab project in view of Mini-EUSO and EUSO-SPB2 missions
TurLab设施是一个实验室，配有一个直径5米、深1米的旋转罐，位于都灵大学物理系地下四层。在过去几年中，我们利用该设施进行了与利用荧光技术从空间观测极能宇宙射线有关的实验，用于JEM-EUSO任务，主要目的是测试触发逻辑的响应。在任务中，漫射的夜间亮度以及人工和自然光源在望远镜的视场（FoV）中会在时间和空间上发生显着变化。因此，在这样的环境下验证探测器的性能和测试触发逻辑是非常必要的。通过水箱旋转，再现了具有不同光学特性的各种陆地表面，如海洋，陆地，森林，沙漠和云层，以及人工和自然光源，如城市灯光，闪电和流星一个接一个地经过探测器FoV。由于水箱位于非常黑暗的地方，因此可以在光学控制的环境下进行测试。使用自2019年以来在国际空间站上拍摄的Mini-EUSO数据，我们将报告TurLab和国际空间站测量结果之间的比较，以便在TurLab进行未来的实验。此外，在今后几个月里，我们将开始测试EUSO-SPB 2任务的触发逻辑。我们还报告了这方面的计划和现状。
2021-12-23 astro-ph.IM
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
Secondary cameras onboard the Mini-EUSO experiment: Control Software and Calibration
Mini-EUSO是一个被选中安装在国际空间站内的空间实验。它有一个大视场的紧凑型望远镜（$44 $ \times $ 44$ sq.（摄氏度）将光线聚焦在一组光电倍增管上，以观察来自地球大气层的紫外线辐射。观测结果将得到一些辅助探测器记录的数据的补充。特别是，Mini-EUSO附加数据采集系统（ADS）由两个摄像机组成，这将使我们能够获得近红外和可见光范围内的数据。这些将用于监测观测条件，并获取有关主要仪器研究的几个科学课题的有用信息，如大气物理学、流星和奇异夸克物质。在这里，我们提出的ADS控制软件开发流相机连同紫外线主仪器，以抓取图像在一个自动化和独立的方式，我们还描述了在这两个辅助相机飞行前进行的校准活动。
2019-06-30 astro-ph.IM
The integration and testing of the Mini-EUSO multi-level trigger system
微型EUSO望远镜是由JEM-EUSO协作组设计的，目的是从低地球轨道国际空间站的有利位置观测地球的紫外线辐射。该飞行任务的主要目标是绘制地球的紫外线图，从而提高未来欧盟空间观测组织实验的技术准备水平，并为从空间探测极能宇宙射线奠定基础。由于其高时间分辨率为2.5 us，Mini-EUSO能够探测地球大气层中的各种紫外线现象。为了最大限度地提高飞行任务的科学回报，有必要在不同的时间尺度上对数据选择实施多级触发逻辑。这一逻辑是飞行任务成功的关键，因此必须在发射前进行彻底的测试并仔细地纳入数据处理系统。本文介绍了触发器设计背后的动机，并详细介绍了逻辑的集成和测试。
2017-11-07 astro-ph.IM physics.ins-det
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
A search for Elves in Mini-EUSO data using CNN-based one-class classifier
本文针对Mini-EUSO数据中Elves事件难以从大量未分类事件中高效识别的问题，提出了一种基于3D CNN的单类分类器检测方法，实现了快速高效的自动识别。
2023-09-22 astro-ph.IM hep-ex
A Neural Network Approach for Selecting Track-like Events in Fluorescence Telescope Data
Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University（罗蒙诺索夫莫斯科国立大学物理系）
针对荧光望远镜记录超高能宇宙线的数据，提出利用简单的卷积神经网络，在TUS、Mini-EUSO和EUSO-SPB2等仪器获取的多种数据中有效寻找径迹样事件。
2023-04-05 astro-ph.IM cs.LG
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
Design of the Front End Electronics for the Infrared Camera of JEM-EUSO, and manufacturing and verification of the prototype model
日本实验舱极端宇宙空间观测站将被发射并附在国际空间站的日本舱上。其目的是观测在大气中发展并产生大范围空气簇射的超高能宇宙射线产生的紫外光子轨迹。该仪器的关键要素是一个非常宽的视野，非常快，大口径望远镜，可以探测能量超过$10^{19}$ eV的极端能量粒子。大气监测系统，除其他外，包括西班牙贡献的红外照相机，在了解望远镜视场内的大气状况方面发挥着根本作用。它用于探测云的温度，并获得JEM-EUSO主仪器观测期间的云量和云顶高度。SENER负责基于非制冷微测辐射热计的红外摄像机前端电子设备（FEE）的初步设计，以及原型模型的制造和验证。本文描述了实现目标特性的飞行设计驱动因素和关键因素，即探测器偏置，其电噪声优于$100 μ$ V，从$1$ Hz到$10$ MHz，微测辐射热计的温度控制，从$10^{\circ}$ C到$40^{\circ}$ C，其稳定性优于$10$ mK，超过$4.8$小时，低噪声高带宽放大器在模数转换之前将微测辐射热计输出适配到差分输入，内务生成，微测辐射热计控制，以及用于降噪的图像累积。
2015-01-25 astro-ph.IM physics.ins-det
