рентгенов телескоп

Рентгенов телескоп(англ. X-ray telescope, XRT ) е телескоп, предназначен за наблюдение на отдалечени обекти в рентгеновия спектър. За да работят такива телескопи, обикновено е необходимо те да бъдат издигнати над земната атмосфера, която е непрозрачна за рентгеновите лъчи. Затова телескопите се поставят на ракети за голяма надморска височина или на изкуствени земни спътници.

Съдържание

Поради високата енергия, рентгеновите кванти практически не се пречупват в материята (следователно е трудно да се направят лещи) и не се отразяват под никакъв ъгъл на падане, с изключение на най-нежните (88-89 градуса спрямо нормата) [1] .

Рентгеновите телескопи могат да използват няколко техники за фокусиране на лъчи. Най-често използваните са телескопи Voltaire (с огледала за падане на паша), кодиране на апертура и модулиращи (люлеещи се) колиматори. Ограниченията на рентгеновата оптика водят до по-тясно зрително поле в сравнение с телескопите, работещи в UV и видимата светлина.

Използването на рентгенови огледала за извънслънчева астрономия изисква едновременно:

способността да се определи първоначалната посока на рентгеновия фотон в две координати и
достатъчна ефективност на откриване.

Огледалата могат да бъдат изработени от керамично или метално фолио. Най-често използваните рентгенови огледала с падане на трева са златни и иридиеви. Критичният ъгъл на отражение силно зависи от енергията на фотона. За златото и енергия от 1 keV критичният ъгъл е 3,72°.

Кодиране на блендата

Много рентгенови телескопи използват кодиране на апертура за получаване на изображения. При тази технология маска под формата на решетка от редуващи се прозрачни инепрозрачни елементи (например квадратна маска под формата на матрица на Адамар). Този елемент за фокусиране и изобразяване е по-лек от друга рентгенова оптика (поради което често се използва на сателити), но изисква повече последваща обработка за получаване на изображението.

Exosat носи два нискоенергийни рентгенови телескопа тип Wolter I с възможност за изображения. Във фокалната равнина може да се инсталира

чувствителен на позиция пропорционален брояч (PSD, чувствителен на позиция пропорционален брояч)
многоканален усилвател (CMA, канален умножителен масив). [2]

Телескопи от твърдия рентгенов диапазон

На борда наСедмата орбитална слънчева обсерватория(OSO 7) имаше рентгенов телескоп с твърд обхват. Характеристики: енергиен диапазон 7 - 550 keV, зрително поле 6,5° ефективна площ

Телескоп FILIN

Телескопът FILIN, инсталиран на станцията Salyut-4, се състои от три газови пропорционални брояча с обща работна площ от 450 cm², енергиен диапазон 2-10 keV и един с работна площ 37 cm², енергиен диапазон 0,2-2 keV. Зрителното поле беше ограничено от процепен колиматор с полуширочина 3° x 10°. Инструментите включват фотоклетки, монтирани извън станцията заедно със сензори. Измервателните модули и мощността бяха разположени вътре в станцията.

Калибрирането на сензорите от наземни източници се извършва паралелно с полетните операции в три режима: инерционна ориентация, орбитална ориентация и обзор. Данните бяха събрани в четири енергийни диапазона: 2-3,1 keV, 3,1-5,9 keV, 5,9-9,6 keV и 2-9,6 keV на големи детектори. Малкият сензор имаше ограничители, настроени на нива от 0,2, 0,55, 0,95 keV.

Телескоп SIGMA

Твърдият рентгенов и нискоенергиен гама-телескоп SIGMA покрива диапазона 35-1300 keV [3] с ефективна площ от 800 cm² и зрително поле с максимална чувствителност

5° × 5°. Максималната ъглова разделителна способност е 15 дъгови минути [4] Енергийната разделителна способност е 8% при 511 keV. [5] Чрез комбинация от кодирана бленда и сензори, чувствителни към позицията, базирани на принципите на камерата на Anger, телескопът може да прави изображения. [6]

Рентгенов телескоп АРТ-П

Рентгеновият телескоп ART-P покрива енергийния диапазон от 4 до 60 keV (изображения) и от 4 до 100 keV (спектроскопия и измервания на времето). Състои се от четири идентични модула, съдържащи позиционно чувствителен пропорционален брояч и кодираща маска тип URA. Всеки модул има ефективна площ от приблизително 600 cm², съответстваща на зрително поле от 1,8° x 1,8°. Ъглова разделителна способност - 5 дъгови минути, време - 3,9 ms, енергия - 22% при 6 keV. [7] Инструментът постигна чувствителност от 0,001 Crab flux при осемчасова експозиция. Максималната времева разделителна способност е 4 ms. [6] [5]

Фокусиращ рентгенов телескоп

Широколентовият рентгенов телескоп (BBXRT) беше изстрелян в орбита от совалката Колумбия (STS-35) като част от полезния товар ASTRO-1. BBXRT беше първият фокусиращ телескоп, работещ в широк енергиен диапазон от 0,3-12 keV със средна енергийна разделителна способност от 90 eV при 1 keV и 150 eV при 6 keV. Два ко-насочени телескопа със Si(Li) сегментиран спектрометър в твърдо състояние всеки (детектори A и B), състоящ се от пет пиксела. Общото зрително поле е 17,4' в диаметър, зрителното поле на централния пиксел е 4' в диаметър. Обща площ: 765 cm² при 1,5 keV, 300 cm² при 7 keV.

Първата в света орбитална обсерватория с рентгенови огледала. Лансиран през 1978 г. Ефективната площ е около 400 кв.см при енергия 0,25 keV и около 30 кв.см при енергия 4 keV.

XRT на космически кораб Swift (мисия MIDEX)

Телескоп XRT на борда на мисията Swift M >[8] Научен инструмент, предназначен да измерва кривите на потока, спектъра и осветеността на изблици на гама лъчи (GRB) и тяхното последващо сияние в широк динамичен диапазон, обхващащ повече от 7 стъпки на интензитета на потока. XRT е в състояние да позиционира факели до 5 дъгови секунди в рамките на 10 секунди след засичане на целта (за типичен изблик) и може да изследва рентгеновото съдържание на гама-изблик от 20 до 70 секунди след откриването на изригването и в продължение на няколко дни или седмици.

Общата дължина на телескопа е 4,67 метра, фокусното разстояние е 3500 мм, а диаметърът е 0,51 метра. [8] Основният структурен елемент е алуминиевият интерфейсен фланец на оптичната маса в предната част на телескопа, който поддържа предната и задната тръба на телескопа, огледалния модул, електронния рефлектор, вътрешната оптика за наблюдение (?) и камерата; плюс точки за закрепване към обсерваторията Swift. [8]

Тръбата на телескопа с диаметър 508 мм е направена от две секции графитни влакна и цианови етери. Външният слой от графитни влакна е предназначен да намали надлъжния коефициент на топлинно разширение, докато вътрешната композитна тръба е облицована отвътре с бариера срещу пара от алуминиево фолио, за да се предотврати навлизането на водна пара или епоксидни замърсители в телескопа. [8] XRT съдържа предна част, заобиколена от огледала и държаща болтовия модул и астро-навигационно устройство, и задна част, държаща камерата на фокалната равнина и вътрешнаоптичен екран. [8]

Модулът на огледалото съдържа 12 вградени огледала за плъзгане Wolter I, монтирани на предните и задните напречни елементи. Огледалата с пасивно отопление са позлатени никелови черупки с дължина 600 mm и диаметър от 191 до 300 mm. [8]

Рентгеновата камера има ефективна площ от 120 cm2 при 1,15 keV, зрително поле от 23,6 x 23,6 дъгови минути и ъглова разделителна способност (θ) от 18 дъгови секунди при диаметър на половин мощност (HPD). Чувствителността на детектора е 2⋅10 −14 erg cm −2 s −1 10 4 секунди. Функцията за разпространение на точката (PSF) на огледалото е 15 секунди HPD дъга на фокус (1,5 keV). Огледалото е леко разфокусирано за по-равномерен PSF в цялото зрително поле, което води до инструментален PSF от 18 дъгови секунди.

Рентгенов телескоп с нормален наклон

Първият рентгенов телескоп е използван за наблюдение на Слънцето. Първото изображение на Слънцето в рентгеновия спектър е получено през 1963 г. с помощта на телескоп, монтиран на ракета.