XMM-牛頓衛星

XMM-牛頓衛星（原名多鏡片X射線觀測衛星）於1999年12月發射升空，是歐洲航天局的第二顆作為奠基石的任務。它的名字源於X射線多鏡面設計和紀念英國著名物理學家牛頓。這顆衛星裝備了三部X射線望遠鏡，因其奇異的飛行軌道而著稱，這種飛行軌道可令其長時間、不間斷觀測深空。它是迄今為止最靈敏的X射線望遠鏡，使用了170多了薄片圓柱體鏡面來收集和聚焦X射線。嵌套鏡面的總面積超過120平方米。三個X射線望遠鏡艙中的兩個裝有反射式測光儀（RGS），可用於X射線能量最詳細的分析。XMM-牛頓衛星讓歐洲天文學界獲得了諸多突破，如觀測到迄今在遙遠宇宙看到的最大星系團。

基本介紹

• 中文名：XMM-牛頓衛星
• 發射日期：1999年12月10日
• 發射地點：法屬蓋亞那的庫魯發射場
• 運載火箭：阿里安-5型火箭
• 質量：3800公斤
• 軌道形狀：橢圓形
• 周期：48小時
• 軌道傾角：40度
• 波段：X射線
• 發射機構：歐洲航天局

簡介

XMM-牛頓衛星是歐洲航天局1999年發射的一顆X射線天文衛星，具有極高的譜分辨本領。XMM-牛頓計畫始於1984年，1997年3月開始建造，原名為“高通量X射線分光任務”（The High-Throughput X-ray Spectroscopy Mission），為紀念英國著名物理學家牛頓而命名XMM-牛頓衛星，其中XMM是X-ray Multi-Mirror Mission（X射線多鏡面任務）的縮寫。1999年12月10日，XMM-牛頓衛星在法屬蓋亞那的庫魯發射場用歐洲功率最大的火箭阿里安-5型火箭發射升空。它的軌道是橢圓形，近地點7,000公里，遠地點114,000公里，軌道傾角40度，周期48小時。XMM-牛頓衛星原計畫壽命為兩年，但是將延期至最早2010年。

結構模組

XMM-牛頓衛星的設計緊緊圍繞著X射線望遠鏡系統展開。它採用模組化結構，由四大部件組成：

·焦平面組件（FPA）。它由攜帶焦平面觀測儀器的焦平面平台（FPP）、歐洲光子攝像機（EPIC）、反射光柵光譜計（RGS）以及相機的數據處理和電源分配單元組成。EIPC和RGS儀器還裝有散熱器，這些散熱器藉助冷凝管冷卻CCD探測器。

·望遠鏡鏡筒（TT），它用於保持FPA和MSP的相對位置。由於其長度達6.8m，望遠鏡鏡筒在物理結構上由上、下兩個半塊組成。上半鏡筒中裝有兩個可逆通風和出氣門（VOD），並起著支撐出氣檔板（OGB）的作用。

·反射鏡支撐平台（MSP），它由平台自身組成，平台上裝有3個反射鏡組件（反射鏡模組+進、出口檔板+門+2個RGS光柵箱）、1個光學監測器（OM）和2個星跟蹤器。

·服務艙（SVM），其中裝有衛星的各個分系統和為衛星提供必備資源的相關單元。此外，在SVM上還安裝有2塊太陽陣翼、1個望遠鏡遮陽罩（TSS）和2個安裝在伸縮桿上的S波段天線。

XMM-牛頓衛星的實際結構

搭載儀器

XMM-牛頓衛星重3.8噸，長10米，太陽能電池帆板展開後寬16米。衛星上搭載的主要科學儀器有：

·3台掠射式X射線望遠鏡，每個望遠鏡由58個套筒組成，採用沃爾特Ⅰ型構造，最大的一層直徑為70厘米，焦距為7.5米，總接收面積達到4,300平方厘米，由義大利科學家製造。

·3台歐洲光子成像照相機EPIC，工作能段為0.2-12keV，位於X射線望遠鏡的焦平面上，用於X射線成像、X射線測光和中等解析度分光。其中兩台為MOS（金屬氧化半導體）照相機，由7塊不共面的CCD晶片組成，另一台為PN照相機，由12塊共面的CCD晶片組成。

·2台反射式光柵分光儀（RGS），位於X射線望遠鏡的焦平面上，可以獲得高解析度的X射線光譜。

·1台光學監視器（OM），是一個口徑30厘米的R-C式光學/紫外望遠鏡。

設計目標

XMM-牛頓衛星是一個功能強大的端一端太空觀測系統，它能使全世界的天文學家根據各自的觀測要求直接獲取經過處理和標定後的科學結果。換言之，XMM-牛頓衛星系統的設計目標如下：

·處理觀測請求、建議和機會目標

·考慮觀測的周期、軌道位置以及衛星的控制和維護，以最優的方式計畫並安排觀測順序

·使衛星精確指向正確方向，履行觀測任務

·按終端用戶要求的格式收集、評估、處理和標定科學數據

·保存整個任務期間所用的所有任務產品的技術資料