Рентгеновский телескоп: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[отпатрулированная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правка
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Нет описания правки
источники
 
(не показаны 73 промежуточные версии 50 участников)
Строка 1: Строка 1:
'''Рентгеновский телескоп''' ({{lang-en|X-ray telescope, XRT}}) — [[телескоп]], предназначенный для наблюдения удаленных объектов в рентгеновском спектре. Для работы таких телескопов обычно требуется поднять их над атмосферой Земли, непрозрачной для рентгеновских лучей. Поэтому телескопы размещают на высотных ракетах или на ИСЗ.
'''Рентгеновский телескоп''' ({{lang-en|X-ray telescope, XRT}}) — [[телескоп]], предназначенный для наблюдения удаленных объектов в рентгеновском [[Спектр|спектре]]. Для работы таких [[телескоп]]ов обычно требуется поднять их над [[Атмосфера Земли|атмосферой Земли]], непрозрачной для рентгеновских лучей. Поэтому телескопы размещают на высотных ракетах или на искусственных спутниках Земли.


== Оптическая схема ==
== Оптическая схема ==
Из-за большой энергии рентгеновские кванты практически не преломляются в веществе (следовательно, тяжело изготовить линзы) и не отражаются при любых углах падения, кроме самых пологих (около 90 градусов).
Рентгеновские [[квант]]ы практически не преломляются в веществе из-за большой энергии (следовательно, тяжело изготовить линзы) и не отражаются при любых углах падения, кроме самых пологих (88—89<!-- cxc.cfa.harvard.edu/xrayschool/talks/optics.pdf#page=8 - сотни аркмин. далее даже 10-ки акрмин --> градусов к нормали)<ref>{{cite web|url=https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/xray_telescopes1.html|title=X-ray Telescopes|date=2013|publisher=NASA|lang=en|accessdate=2018-08-10|archiveurl=https://web.archive.org/web/20161213145838/http://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/xray_telescopes1.html|archivedate=2016-12-13|deadlink=yes}}</ref>.

Рентгеновские телескопы могут использовать несколько методов для фокусирования лучей. Наиболее часто используются {{translation2|телескопы Вольтера||en|Wolter telescope}} (с зеркалами скользящего падения), {{translation2|кодирование апертуры||en|Coded aperture}} и модуляционные
(качающиеся) коллиматоры. Ограничения [[Рентгеновская оптика|рентгеновской оптики]] приводят к более узкому полю зрения по сравнению с телескопами, работающими в диапазонах УФ и видимого света.
Эти телескопы могут использовать несколько методов фокусировки лучей. Чаще используются [[Телескоп Вольтера|телескопы Вольтера]] (с зеркалами скользящего падения), [[Кодирующая апертура|кодирование апертуры]] и модуляционные (качающиеся) [[коллиматор]]ы. Ограниченные возможности [[Рентгеновская оптика|рентгеновской оптики]] приводят к более узкому [[Поле зрения|полю зрения]] по сравнению с телескопами, работающими в диапазонах [[Ультрафиолет|УФ]] и [[видимый свет|видимого света]].


=== Зеркала ===
=== Зеркала ===
: {{main|Рентгеновское зеркало}}
: {{main|Рентгеновское зеркало}}
Использование рентгеновских зеркал для несолнечной <!--extrasolar--> астрономии требует одновременно:
Использование рентгеновских зеркал для внесолнечной астрономии требует одновременно:
* возможность определить исходное направление рентгеновского фотона по двум координатам и
* возможности определения исходного направления рентгеновского фотона по двум координатам;
* достаточную эффективность детектирования.
* достаточной эффективности детектирования.


Зеркала могут быть изготовлены из керамики или металлической фольги. Наиболее часто для рентгеновских зеркал скользящего падения используются [[золото]] и [[иридий]]. Критический угол отражения сильно зависит от энергии фотонов. Для золота и энергии в 1 кэВ, критический угол составляет 3.72&nbsp;°.
Зеркала могут быть изготовлены из керамики или металлической фольги. Наиболее часто для рентгеновских зеркал скользящего падения используются [[золото]] и [[иридий]]. Критический угол отражения сильно зависит от энергии фотонов. Для золота и энергии в 1 кэВ критический угол составляет 3,72&nbsp;°.


=== Кодирование апертуры ===
=== Кодирование апертуры ===
: {{main|Кодирующая апертура}}
: ''Основная статья'' ''{{translation2|кодирование апертуры||en|Coded aperture}}''
Многие рентгеновские телескопы используют кодирование апертуры для получения изображений. В этой технологии перед матричным детектором устанавливается маска в виде решетки из чередующихся особым образом прозрачных и непрозрачных элементов (например, квадратная маска в виде [[матрица Адамара|матрицы Адамара]]). Данный элемент для фокусировки и получения изображений весит меньше, чем другие варианты рентгеновской оптики (поэтому часто используется на спутниках), но при этом требует большей пост-обработки для получения изображения.
Многие рентгеновские телескопы используют кодирование апертуры для получения изображений. В этой технологии перед матричным детектором устанавливается маска в виде решетки из чередующихся особым образом прозрачных и непрозрачных элементов (например, квадратная маска в виде [[матрица Адамара|матрицы Адамара]]). Данный элемент для фокусировки и получения изображений весит меньше, чем другие варианты рентгеновской оптики (поэтому часто используется на спутниках), но при этом требует большей пост-обработки для получения изображения.

== Диапазоны энергий ==


== Телескопы ==
== Телескопы ==


<!---Placing the images here avoids acres of white space when rendered by browsers-->
[[Файл:Granat_sigma_layout.gif|thumb|right|Установка SIGMA [[Гранат (обсерватория)|обсерватории Гранат]]]]
[[Файл:Granat_sigma_layout.gif|thumb|right|Установка SIGMA [[Гранат (обсерватория)|обсерватории Гранат]]]]


Строка 28: Строка 25:


<!--[[Файл:MSSTA-launch.jpg|thumb|right|Sounding rocket 36.049, carrying the MSSTA (silvery section at top) on the launch rail at [[White Sands Missile Range]] in May 1991]]-->
<!--[[Файл:MSSTA-launch.jpg|thumb|right|Sounding rocket 36.049, carrying the MSSTA (silvery section at top) on the launch rail at [[White Sands Missile Range]] in May 1991]]-->

=== Exosat ===
=== Exosat ===
{{main|Exosat}}
{{главная|Exosat}}
На борту Exosat два низкоэнергетических imaging [[рентгеновская оптика|рентгеновского]] телескопа типа [[:en:Wolter telescope|Wolter I]]. В фокальной плоскости могут быть установлены
На борту [[EXOSAT|Exosat]] размещено два низкоэнергетических [[рентгеновская оптика|рентгеновских]] телескопа типа [[Телескоп Вольтера|Wolter I]] с возможностью получения изображений.

* позиционно-чувствительный пропорциональный счётчик (PSD, position-sensitive proportional counter)
В фокальной плоскости могут быть установлены:
* многоканальный усилитель (CMA, channel multiplier array)
* позиционно-чувствительный пропорциональный счётчик (PSD, {{lang-en2|position-sensitive proportional counter}})
<!-- The two low-energy imaging telescopes onboard [[Exosat]] used [[:en:Wolter telescope|Wolter]] I [[:en:X-ray optics]] and were equipped with two focal plane detectors:
* многоканальный усилитель (CMA, {{lang-en2|channel multiplier array}}).<ref name=Hoff>{{статья |заглавие=Exosat - the new extrasolar x-ray observatory |издание=J Brit Interplan Soc (Space Chronicle). |том=36 |номер=8 |страницы=363—367 |ссылка=http://adsabs.harvard.edu/abs/1983JBIS...36..363H |автор=Hoff H. A. |месяц=8 |год=1983 |archivedate=2018-10-05 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20181005102509/http://adsabs.harvard.edu/abs/1983JBIS...36..363H }}</ref>
* a position-sensitive proportional counter (PSD) and

* a channel multiplier array (CMA).<ref name=Hoff>{{cite journal |author=Hoff HA |title=Exosat - the new extrasolar x-ray observatory |journal=J Brit Interplan Soc (Space Chronicle). |month=Aug |year=1983 |volume=36 |issue=8 |pages=363-7 |url=http://adsabs.harvard.edu/abs/1983JBIS...36..363H }}</ref>-->
=== Телескопы жёсткого рентгеновского диапазона ===
: См. [[OSO 7]]
На борту ''Седьмой орбитальной солнечной обсерватории'' ([[OSO 7]]) находился рентгеновский телескоп жёсткого диапазона.


Характеристики: диапазон энергий 7 — 550 кэВ, поле зрения 6,5° эффективная площадь ~64 см²
=== Hard X-ray telescope ===
: См. {{translation2|OSO 7||en|OSO 7}}
На борту OSO 7 рентгеновский телескоп жёсткого диапазона. Характеристики: диапазон энергий 7 — 550 кэВ, поле зрения 6,5° эффективная площадь ~64 см²
<!--On board [[OSO 7]] was a hard X-ray telescope. Its effective energy range: 7 — 550 keV, field of view (FOV) 6,5°, effective area ~64 cm².-->


=== Телескоп ФИЛИН ===
=== Телескоп ФИЛИН ===
{{main|Салют-4#Рентгеновские инструменты}}
{{главная|Салют-4#Рентгеновские инструменты}}
Телескоп ФИЛИН, несомый станцией [[Салют-4]], состоит из трёх газовых пропорциональных счётчиков с общей рабочей площадью 450 см², диапазон энергий 2-10 кэВ, и одного с рабочей площадью 37 см², диапазон энергий 0,2-2 кэВ. Поле зрения ограничено щелевым коллиматором 3° x 10° полушириной. Инструменты включают фотоэлементы, смонтированные вне станции вместе с датчиками. Измерительные модули и питание расположены внутри станции. <br />Калибровка датчиков по наземным источникам производилась параллельно с полётными операциями в трёх режимах: инерциальная ориентация, орбитальная ориентация и обзор. Данные собирались в четырёх энергетических диапазонах: 2-3,1 кэВ, 3,1-5,9 кэВ, 5,9-9,6 кэВ и 2-9,6 кэВ на большем датчике. Меньшие датчики имеют ограничители, устанавливаемые на уровни 0,2, 0,55, 0,95 кэВ.
Телескоп [[Салют-4#:~:text=рентгеновские телескопы «-,Филин,-» и РТ-4|ФИЛИН]], установленный на станции [[Салют-4]], состоял из трёх газовых пропорциональных счётчиков с общей рабочей площадью 450 см², диапазон энергий 2-10 кэВ, и одного с рабочей площадью 37 см², диапазон энергий 0,2-2 кэВ. Поле зрения было ограничено щелевым коллиматором [[Полуширина|полушириной]] 3° x 10°. Инструменты включали фотоэлементы, смонтированные вне станции вместе с датчиками. Измерительные модули и питание были расположены внутри станции.


Калибровка датчиков по наземным источникам производилась параллельно с полётными операциями в трёх режимах: инерциальная ориентация, орбитальная ориентация и обзор. Данные собирались в четырёх энергетических диапазонах: 2-3,1 кэВ, 3,1-5,9 кэВ, 5,9-9,6 кэВ и 2-9,6 кэВ на больших детекторах. Малый датчик имел ограничители, устанавливаемые на уровни 0,2, 0,55, 0,95 кэВ.
<!-- The Filin telescope carried aboard [[Salyut 4]], consisted of four gas flow proportional counters, three of which had a total detection surface of 450 cm² in the energy range 2-10 keV, and one of which has an effective surface of 37 cm² for the range 0.2-2 keV. The FOV was limited by a slit collimator to 3° x 10° FWHM. The instrumentation included optical sensors mounted on the outside of the station together with the X-ray detectors. The power supply and measurement units were inside the station. Ground based calibration of the detectors occurred along with in-flight operation in three modes: inertial orientation, orbital orientation, and survey. Data were collected in 4 energy channels: 2-3.1 keV, 3.1-5.9 keV, 5.9-9.6 keV, and 2-9.6 keV in the larger detectors. The smaller detector had discriminator levels set at 0.2 keV, 0.55 keV, and 0.95 keV. -->


=== Телескоп SIGMA ===
=== Телескоп SIGMA ===
{{main|Гранат (обсерватория)#SIGMA}}
{{главная|Гранат (обсерватория)#SIGMA}}
Телескоп жесткого рентгеновского и низкоэнергетического гамма-диапазона SIGMA покрывает диапазон 35-1300&nbsp;кэВ<ref name=Mandrou>{{cite journal |author-Mandrou P, Jourdain E. et al. |url=http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1993A%26AS...97....1M&amp;data_type=PDF_HIGH&amp;whole_paper=YES&amp;type=PRINTER&amp;filetype=.pdf |title=Overview of two-year observations with SIGMA on board GRANAT |journal=Astron Astrophys Supplement Series |year=1993 |issue=97}}</ref> с рабочей площадью 800 см² и полем зрения максимальной чувствительности ~5° &times; 5°. Максимальное угловое разрешение 15 минут дуги<ref name=Revnivtsev>{{cite journal |author=Revnivtsev MG, Sunyaev RA, Gilfanov MR, Churazov EM, Goldwurm A, Paul J, Mandrou P, Roques JP |url=http://www.springerlink.com/content/p461k5k336p11568 |title=A hard X-ray sky survey with the SIGMA telescope of the GRANAT observatory |year=2004 |journal=Astron Lett. |volume=30 |pages=527-33}}</ref> Энергетическое разрешение — 8 % при 511&nbsp;кэВ.<ref name=IKI>{{cite web |url=http://hea.iki.rssi.ru/GRANAT/index.html |title=International Astrophysical Observatory "GRANAT" |publisher=IKI RAN |accessdate=2007-12-05}}</ref> Способность построения изображений связано с сочетанием кодирующей маски и позиционно-чувствительные датчики на основе принципов камеры Ангера.<ref name="NASA2007">{{cite web |url=http://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/granat/granat_about.html |title=GRANAT |publisher=NASA HEASARC |accessdate=2007-12-05}}</ref>
Телескоп жесткого рентгеновского и низкоэнергетического гамма-диапазона SIGMA покрывает диапазон 35-1300&nbsp;кэВ<ref name=Mandrou>{{статья |1=author-Mandrou P, Jourdain E. et al. |ссылка=http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1993A%26AS...97....1M&data_type=PDF_HIGH&whole_paper=YES&type=PRINTER&filetype=.pdf |заглавие=Overview of two-year observations with SIGMA on board GRANAT |издание=Astron Astrophys Supplement Series |номер=97 |язык=en |тип=journal |год=1993 |archivedate=2023-07-05 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20230705071728/https://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1993A&AS...97....1M&data_type=PDF_HIGH&whole_paper=YES&type=PRINTER&filetype=.pdf }}</ref> с эффективной площадью 800 см² и полем зрения максимальной чувствительности ~5° × 5°. Максимальное угловое разрешение 15 минут дуги<ref name=Revnivtsev>{{статья |ссылка=http://www.springerlink.com/content/p461k5k336p11568 |заглавие=A hard X-ray sky survey with the SIGMA telescope of the GRANAT observatory |издание=[[Письма в Астрономический журнал|Astronomy Letters]] |том=30 |страницы=527—533 |язык=en |тип=journal |автор=Revnivtsev M. G., Sunyaev R. A., Gilfanov M. R., Churazov E. M., Goldwurm A., Paul J., Mandrou P., Roques J. P. |год=2004 }}{{Недоступная ссылка|date=Апрель 2020 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>. Энергетическое разрешение — 8 % при 511&nbsp;кэВ.<ref name=IKI>{{cite web|url=http://hea.iki.rssi.ru/GRANAT/index.html|title=International Astrophysical Observatory "GRANAT"|publisher=IKI RAN|accessdate=2007-12-05|archiveurl=https://web.archive.org/web/20160303183935/http://hea.iki.rssi.ru/GRANAT/index.html|archivedate=2016-03-03|deadlink=no}}</ref> Благодаря сочетанию кодирующей апертуры и позиционно-чувствительных датчиков на основе принципов камеры Ангера телескоп способен строить изображения<!--imaging capabilities-->.<ref name="NASA2007">{{cite web|url=https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/granat/granat_about.html|title=GRANAT|publisher=NASA HEASARC|accessdate=2007-12-05|archiveurl=https://www.webcitation.org/66vVgm31V?url=https://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/granat/granat_about.html#|archivedate=2012-04-14|deadlink=no}}</ref>


'''Телескоп станции спектр -рг'''
<!--

The hard X-ray and low-energy gamma-ray [[Granat#SIGMA|SIGMA]] telescope covered the energy range 35-1300&nbsp;keV,<ref name=Mandrou>{{cite journal |author-Mandrou P, Jourdain E. et al. |url=http://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1993A%26AS...97....1M&amp;data_type=PDF_HIGH&amp;whole_paper=YES&amp;type=PRINTER&amp;filetype=.pdf |title=Overview of two-year observations with SIGMA on board GRANAT |journal=Astron Astrophys Supplement Series |year=1993 |issue=97}}</ref> with an effective area of 800&nbsp;cm² and a maximum sensitivity field of view of ~5° &times; 5°. The maximum [[angular resolution]] was 15 &nbsp;arcmin.<ref name=Revnivtsev>{{ cite journal |author=Revnivtsev MG, Sunyaev RA, Gilfanov MR, Churazov EM, Goldwurm A, Paul J, Mandrou P, Roques JP |url=http://www.springerlink.com/content/p461k5k336p11568 |title=A hard X-ray sky survey with the SIGMA telescope of the GRANAT observatory |year=2004 |journal=Astron Lett. |volume=30 |pages=527-33 }}</ref> The energy resolution was 8 % at 511 &nbsp;keV.<ref name=IKI>{{cite web |url=http://hea.iki.rssi.ru/GRANAT/index.html |title=International Astrophysical Observatory "GRANAT" |publisher=IKI RAN |accessdate=2007-12-05 }}</ref> Its imaging capabilities were derived from the association of a coded mask and a position sensitive detector based on the Anger camera principle.<ref name="NASA2007">{{cite web |url=http://heasarc.gsfc.nasa.gov/docs/granat/granat_about.html |title=GRANAT |publisher=NASA HEASARC |accessdate=2007-12-05}}</ref> -->
Рентгеновский телескоп [[Спектр-РГ|Спектр-рг]] сканировал с помощью рентгеновских лучей плоскость нашей галактики. В изображении она выглядит как чёрная полоса, потому что молекулярный газ и звездная пыль поглощают большую часть рентгеновскмх лучей.


=== Рентгеновский телескоп АРТ-П ===
=== Рентгеновский телескоп АРТ-П ===
[[Файл:Granat ART-P.gif|thumb|right|Установка АРТ-П [[Гранат (обсерватория)|обсерватории Гранат]]]]
[[Файл:Granat ART-P.gif|thumb|right|Установка АРТ-П [[Гранат (обсерватория)|обсерватории Гранат]]]]
{{main|Гранат (обсерватория)#АРТ-П}}
{{главная|Гранат (обсерватория)#АРТ-П}}
<!--The [[Granat#ART-P|ART-P X-ray telescope]] covered the energy range 4 to 60&nbsp;keV for imaging and 4 to 100&nbsp;keV for spectroscopy and timing. There were four identical modules of the ART-P telescope, each consisting of a position sensitive [[Wire chamber|multi-wire proportional counter (MWPC)]] together with a URA coded mask. Each module had an effective area of approximately 600&nbsp;cm², producing a [[field of view|FOV]] of 1,8° x 1,8°. The [[angular resolution]] was 5 [[Minute of arc|arcmin]]; temporal and energy resolutions were 3.9&nbsp;[[Millisecond|ms]] and 22 % at 6&nbsp;keV, respectively.<ref name="ART-P">Molkov, S.V., Grebenev, S.A., Pavlinsky, M.N., Sunyaev. «GRANAT/ART-P OBSERVATIONS OF GX3+1: TYPE I X-RAY BURST AND PERSISTENT EMISSION», Mar 1999. 4pp. [http://arxiv.org/abs/astro-ph/9903089v1 arXiv e-Print (astro-ph/9903089v1)].</ref> The instrument achieved a sensitivity of 0.001 of the [[Crab nebula]] source (= 1 «mCrab») in an eight-hour exposure. The maximum time resolution was 4&nbsp;ms.<ref name="NASA2007"/><ref name=IKI/>-->


[[Гранат (обсерватория)#АРТ-П|Рентгеновский телескоп АРТ-П]] покрывает диапазон энергий от 4 до 60 кэВ (изображения) и от 4 до 100 кэВ (спектроскопия и измерения временных параметров). Состоит из четырёх идентичных модулей, содержащих позиционно чувствительный [[Пропорциональная камера|пропорциональный счётчик]] и кодирующую маску типа URA. Каждый модуль имеет эффективную площадь около 600 см², соответствующую полю зрения 1,8° x 1,8°. Угловое разрешение — 5 минут дуги, временное — 3,9 мс, энергетическое — 22 % при 6 кэВ.<ref name="ART-P">Molkov, S.V., Grebenev, S.A., Pavlinsky, M.N., Sunyaev. «GRANAT/ART-P OBSERVATIONS OF GX3+1: TYPE I X-RAY BURST AND PERSISTENT EMISSION», Mar 1999. 4pp. [https://arxiv.org/abs/astro-ph/9903089v1 arXiv e-Print (astro-ph/9903089v1)] {{Wayback|url=https://arxiv.org/abs/astro-ph/9903089v1 |date=20200718124139 }}.</ref> Инструмент достиг чувствительности в 0.001 потока [[Крабовидная туманность|Крабовидной туманности]] при восьмичасовой экспозиции. Максимальное временное разрешение — 4 мс.<ref name=IKI/><ref name="NASA2007"/>
=== Focusing X-ray telescope ===
: См. {{translation2|Broad Band X-ray Telescope||en|Broad Band X-ray Telescope}} и {{translation2|Колумбия STS-35||en|STS-35}}
<!--The [[Broad Band X-ray Telescope]] (BBXRT) was flown on the [[Space Shuttle Columbia]] ([[STS-35]]) as part of the ASTRO-1 payload. BBXRT was the first focusing X-ray telescope operating over a broad energy range 0.3-12 keV with a moderate energy resolution (90 eV at 1 keV and 150 eV at 6 keV). The two Co-Aligned Telescopes with a segmented Si(Li) solid state spectrometer each (detector A and B) composite of five pixels. Total FOV 17.4´ diameter, Central pixel FOV 4´ diameter. Total area 765 cm² at 1.5 keV, and 300 cm² at 7 keV.


=== Фокусирующий рентгеновский телескоп ===
== HEAO-2 ==
{{seealso|Broad Band X-ray Telescope|Колумбия STS-35}}
[[HEAO-2]]
Широкополосный рентгеновский телескоп (BBXRT) был выведен на орбиту шаттлом [[Колумбия (шаттл)|Колумбия]] ([[STS-35]]) как часть полезной нагрузки ASTRO-1. BBXRT был первым фокусирующим телескопом, действующим в широком энергетическом диапазоне 0,3-12 кэВ со средним энергетическим разрешением 90 эВ при 1 кэВ и 150 эВ при 6 кэВ. Два сонаправленных телескопа с сегментированным твердотельным спектрометром Si(Li) каждый (детекторы A и B), состоящим из пяти пикселей. Общее поле зрения 17.4’ в диаметре, поле зрения центрального пикселя 4’ в диаметре. Общая площадь: 765 см² при 1,5 кэВ, 300 см² при 7 кэВ.


== Чандра ==
=== HEAO-2 ===
{{главная|HEAO-2}}
[[Чандра (телескоп)]]
Первая в мире орбитальная обсерватория с зеркалами со скользящим отражением рентгеновских фотонов. Запущена в 1978 году. Эффективная площадь около 400 см² на энергии 0,25 кэВ и около 30 см² на энергии 4 кэВ.


=== XRT on the Swift MIDEX mission ===
=== Чандра ===
{{главная|Чандра (телескоп)}}
[[Файл:Xrtlayout.gif|thumb|right|The Swift XRT contains a grazing incidence Wolter I telescope to focus X-rays onto a [[ПЗС-матрица|CCD]] ]]
{{main|Swift (космический аппарат)#Инструменты}}
<!--
The XRT on the [[Swift Gamma-Ray Burst Mission|''Swift'']] MIDEX mission (0.2-10 keV energy range) uses a Wolter I telescope to focus X-rays onto a thermoelectrically cooled CCD.<ref name=Burrows>{{ cite journal |author=Burrows DN, Hill JE, Nousek JA, Kennea JA, Wells A, Osborne JP, Abbey AF, Beardmore A, Mukerjee K, Short ADT, Chincarini G, Campana S, Citterio O, Moretti A, Pagani C, Tagliaferri G, Giommi P, Capalbi M, Tamburelli F, Angelini L, Cusumano G, Bräuninger HW, Burkert W, Hartner GD |title=The ''Swift'' X-ray Telescope |journal=Space Sci Rev. |month=Oct |year=2005 |volume=120 |issue=3-4 |pages=165-95 |doi=10.1007/s11214-005-5097-2 |url=http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0508071 }}</ref> It was designed to measure the fluxes, spectra, and lightcurves of [[Gamma-ray burst]]ers (GRBs) and afterglows over a wide dynamic range covering more than 7 orders of magnitude in flux. The XRT can pinpoint GRBs to 5-arcsec accuracy within 10 seconds of target acquisition for a typical GRB and can study the X-ray counterparts of GRBs beginning 20-70 seconds from burst discovery and continuing for days to weeks.


=== XMM-Newton ===
The overall telescope length is 4.67 m with a focal length of 3.500 m and a diameter of 0.51 m.<ref name=Burrows/> The primary structural element is an aluminum optical bench interface flange at the front of the telescope that supports the forward and aft telescope tubes, the mirror module, the electron deflector, and the internal alignment monitor optics and camera, plus mounting points to the ''Swift'' observatory.<ref name=Burrows/>
{{главная|XMM-Newton}}


=== Спектр-РГ ===
The 508 mm diameter telescope tube is made of graphite fiber/cyanate ester in two sections. The outer graphite fiber layup is designed to minimize the longitudinal coefficient of thermal expansion, whereas the inner composite tube is lined internally with an aluminum foil vapor barrier to guard against outgassing of water vapor or epoxy contaminants into the telescope interior.<ref name=Burrows/> The telescope has a forward tube which encloses the mirrors and supports the door assmebly and star trackers, and an aft tube which supports the focal plane camera and internal optical baffles.<ref name=Burrows/>
{{главная|Спектр-РГ}}


=== XRT на КА Swift (миссия MIDEX) ===
The mirror module consists of 12 nested Wolter I grazing incidence mirrors held in place by front and rear spiders. The passively heated mirrors are gold-coated, electroformed nickel shells 600 mm long with diameters ranging from 191 to 300 mm.<ref name=Burrows/>
[[Файл:Xrtlayout.gif|thumb|right| Swift XRT содержит телескоп Вольтера 1-го типа для фокусировки рентгеновских лучей на [[ПЗС-матрица|ПЗС-матрице]]]]
{{главная|Swift (космический аппарат)#Инструменты}}
{{плохой перевод}}
Телескоп XRT на борту [[Swift (космический аппарат)|КА Swift]] миссии [[MIDEX]] (диапазон энергий 0,2—10 кэВ) использует телескоп Вольтера 1-го типа для фокусирования рентгеновских лучей на термоэлектрически охлаждаемую [[ПЗС-матрица|ПЗС-матрицу]].<ref name=Burrows>{{статья |заглавие=The ''Swift'' X-ray Telescope |издание=Space Sci Rev. |том=120 |номер=3—4 |страницы=165—195 |doi=10.1007/s11214-005-5097-2 |ссылка=https://arxiv.org/pdf/astro-ph/0508071 |автор=Burrows D. N., Hill J. E., Nousek J. A., Kennea J. A., Wells A., Osborne J. P., Abbey A. F., Beardmore A., Mukerjee K., Short ADT, Chincarini G., Campana S., Citterio O., Moretti A., Pagani C., Tagliaferri G., Giommi P., Capalbi M., Tamburelli F., Angelini L., Cusumano G., Bräuninger H. W., Burkert W., Hartner G. D. |месяц=10 |год=2005 }}</ref> Научный инструмент разработан с целью измерения потока, спектра и кривых светимости [[гамма-всплеск]]ов (GRB) и их послесвечений в широком динамическом диапазоне, покрывающем более 7 ступеней интенсивности потока. XRT способен определять координаты вспышек с точностью до 5 секунд дуги в течение 10 секунд после захвата цели (для типичного всплеска) и может изучать рентгеновскую составляющую гамма-всплеска, начиная с 20-70 секунды после обнаружения вспышки и на протяжении нескольких дней или недель.


Общая длина телескопа — 4,67 метра, фокусное расстояние 3500 мм, диаметр 0,51 метра<ref name=Burrows/>. Первичный структурный элемент — алюминиевая оптическая скамья, которая поддерживает переднюю и заднюю трубы телескопа, зеркальный модуль, отражатель электронов, внутренняя выравнивающая наблюдательная оптика и камера; плюс точки крепления к обсерватории Swift<ref name=Burrows/>.
The X-ray imager has an effective area of >120 cm² at 1.15 keV, a field of view of 23.6 x 23.6 arcmin, and [[angular resolution]] (θ) of 18 arcsec at half-power diameter (HPD). The detection sensitivity is 2 x 10<sup>−14</sup> erg cm<sup>−2</sup>s<sup>−1</sup> in 10<sup>4</sup> s. The mirror point spread function (PSF) has a 15 arcsec HPD at the best on-axis focus (at 1.5 keV). The mirror is slightly defocused in the XRT to provide a more uniform PSF for the entire field of view hence the instrument PSF θ = 18 arcsec.<ref name=Burrows/>

-->
Труба телескопа диаметром 508 мм сделана из двух секций<!-- ??? --> графитовых волокон и циановых<!-- ??? --> эфиров. Внешний слой из графитовых волокон призван уменьшить продольный коэффициент теплового расширения, тогда как внутренняя сложная труба облицована изнутри парозащитным барьером (vapor barrier) из алюминиевой фольги от проникновения внутрь телескопа водяных паров или эпоксидных загрязнителей<ref name=Burrows/>. XRT содержит переднюю часть, окружённую зеркалами и содержащую затворную сборку и астронавигационный блок, и заднюю несущую камеру в фокальной плоскости и внутренний оптический экран<ref name=Burrows/>.

Зеркальный модуль содержит 12 вложенных зеркал Вольтера 1-го типа, закреплённых на передних и задних крестовинах. Пассивно нагреваемые зеркала — позолоченные никелевые оболочки длиной 600 мм и диаметром от 191 до 300 мм<ref name=Burrows/>.


X-ray imager имеет эффективную площадь 120 см² на 1,15 кэВ, поле зрения 23,6 x 23,6 угловых минут и угловое разрешение (θ) 18 секунд дуги на диаметре половинной мощности (HPD, half-power diameter). Чувствительность детектора — 2{{e|−14}} эрг см<sup>−2</sup>с<sup>−1</sup> 10<sup>4</sup> секунд. [[Функция рассеяния точки]] (PSF, point spread function) зеркала — 15 секунд дуги HPD в фокусе (1,5 кэВ). Зеркало слегка расфокусировано для более равномерной PSF по всему полю зрения, как следствие, PSF инструмента 18 секунд дуги.
=== Normal incidence X-ray telescope ===
<!--
<!--
The 508 mm ...<ref name=Burrows/>
Like [[MSSTA]], [[NIXT]] used [[normal incidence]] reflective [[multilayer optics]].<ref name=Hoover>{{ cite journal |author=Hoover RB ''et al.'' |title=Solar Observations with the Multi-Spectral Solar Telescope Array |journal=Proc. SPIE |volume=1546 |pages=175 |year=1991 }}</ref>
{{clr}}-->
-->

=== Прочие ===
* Рентгеновский телескоп нормального падения{{Нет АИ|24|06|2024}}<!-- Like [[MSSTA]], [[NIXT]] used [[normal incidence]] reflective [[multilayer optics]].<ref name=Hoover>{{cite journal |author=Hoover RB ''et al.'' |title=Solar Observations with the Multi-Spectral Solar Telescope Array |journal=Proc. SPIE |volume=1546 |pages=175 |year=1991 }}</ref> {{clr}} -->
* {{iw|The Space Variable Objects Monitor}} (SVOM) — запущен [[Космонавтика Китая|КНР]] в июне 2024 г.


== История рентгеновских телескопов ==
== История рентгеновских телескопов ==
Первый рентгеновский телескоп использовался для наблюдений за Солнцем. Первое изображение Солнца в рентгеновском спектре было получено в 1963 году, при помощи телескопа, установленного на ракете.
Первый рентгеновский телескоп использовался для наблюдений за Солнцем. Первое изображение Солнца в рентгеновском спектре было получено в 1963 году, при помощи телескопа, установленного на ракете.


== См. также ==
* [[Список космических аппаратов с рентгеновскими и гамма-детекторами на борту]]


== Примечания ==
== Примечания ==
{{примечания}}
{{примечания}}


== Ссылки ==
<!--
* [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=11972376 Hard X-ray microbeam experiments with a sputtered-sliced Fresnel zone plate and its applications] {{ref-en}}

* [http://www.cxro.lbl.gov/BL612/index.php?content=research.html Scientific applications of soft x-ray microscopy] {{ref-en}}
== External links ==
* [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=11972376 Hard X-ray microbeam experiments with a sputtered-sliced Fresnel zone plate and its applications]
* [http://www.cxro.lbl.gov/BL612/index.php?content=research.html Scientific applications of soft x-ray microscopy]
-->

== См. также ==
* [[Список космических аппаратов с рентгеновскими и гамма-детекторами на борту]]

<!--
* [[X-ray astronomy]]
* [[Wolter telescope]]: A type of X-ray telescope built with glancing incidence mirrors.
* [[Solar X-ray astronomy]]
* [[Sounding rocket X-ray astronomy]]
* [[Synchrotron X-ray tomographic microscopy]]
-->

<!--
[[Категория:X-ray astronomy]]
[[Категория:Radiography]]
[[Категория:Spacecraft instruments]]
[[Категория:Ultraviolet telescopes]]
[[Категория:Solar telescopes]]
[[Категория:Scientific techniques]]
-->
[[Категория:Рентгеновская оптика]] <!-- по сути это [[:en:Category:X-ray_instrumentation]] -->
[[Категория:Телескопы]] <!--[[Категория:Microscopes]]-->
[[Категория:Рентгеновские телескопы| ]] <!-- [[Категория:X-ray telescopes| ]] -->


{{внешние ссылки}}
{{radiology-stub}}
{{Телескопы}}


[[Категория:Рентгеновская оптика]]
[[en:X-ray telescope]]
[[Категория:Рентгеновские телескопы| ]]
[[Категория:Телескопы]]

Текущая версия от 14:36, 17 декабря 2024

Рентгеновский телескоп (англ. X-ray telescope, XRT) — телескоп, предназначенный для наблюдения удаленных объектов в рентгеновском спектре. Для работы таких телескопов обычно требуется поднять их над атмосферой Земли, непрозрачной для рентгеновских лучей. Поэтому телескопы размещают на высотных ракетах или на искусственных спутниках Земли.

Оптическая схема

[править | править код]

Рентгеновские кванты практически не преломляются в веществе из-за большой энергии (следовательно, тяжело изготовить линзы) и не отражаются при любых углах падения, кроме самых пологих (88—89 градусов к нормали)[1].

Эти телескопы могут использовать несколько методов фокусировки лучей. Чаще используются телескопы Вольтера (с зеркалами скользящего падения), кодирование апертуры и модуляционные (качающиеся) коллиматоры. Ограниченные возможности рентгеновской оптики приводят к более узкому полю зрения по сравнению с телескопами, работающими в диапазонах УФ и видимого света.

Зеркала

[править | править код]
Основная статья: Рентгеновское зеркало

Использование рентгеновских зеркал для внесолнечной астрономии требует одновременно:

  • возможности определения исходного направления рентгеновского фотона по двум координатам;
  • достаточной эффективности детектирования.

Зеркала могут быть изготовлены из керамики или металлической фольги. Наиболее часто для рентгеновских зеркал скользящего падения используются золото и иридий. Критический угол отражения сильно зависит от энергии фотонов. Для золота и энергии в 1 кэВ критический угол составляет 3,72 °.

Кодирование апертуры

[править | править код]
Основная статья: Кодирующая апертура

Многие рентгеновские телескопы используют кодирование апертуры для получения изображений. В этой технологии перед матричным детектором устанавливается маска в виде решетки из чередующихся особым образом прозрачных и непрозрачных элементов (например, квадратная маска в виде матрицы Адамара). Данный элемент для фокусировки и получения изображений весит меньше, чем другие варианты рентгеновской оптики (поэтому часто используется на спутниках), но при этом требует большей пост-обработки для получения изображения.

Телескопы

[править | править код]
Установка SIGMA обсерватории Гранат
Размещение телескопа Swift

Exosat

[править | править код]
Основная статья: Exosat

На борту Exosat размещено два низкоэнергетических рентгеновских телескопа типа Wolter I с возможностью получения изображений.

В фокальной плоскости могут быть установлены:

  • позиционно-чувствительный пропорциональный счётчик (PSD, position-sensitive proportional counter)
  • многоканальный усилитель (CMA, channel multiplier array).[2]

Телескопы жёсткого рентгеновского диапазона

[править | править код]
См. OSO 7

На борту Седьмой орбитальной солнечной обсерватории (OSO 7) находился рентгеновский телескоп жёсткого диапазона.

Характеристики: диапазон энергий 7 — 550 кэВ, поле зрения 6,5° эффективная площадь ~64 см²

Телескоп ФИЛИН

[править | править код]
Основная статья: Салют-4 § Рентгеновские инструменты

Телескоп ФИЛИН, установленный на станции Салют-4, состоял из трёх газовых пропорциональных счётчиков с общей рабочей площадью 450 см², диапазон энергий 2-10 кэВ, и одного с рабочей площадью 37 см², диапазон энергий 0,2-2 кэВ. Поле зрения было ограничено щелевым коллиматором полушириной 3° x 10°. Инструменты включали фотоэлементы, смонтированные вне станции вместе с датчиками. Измерительные модули и питание были расположены внутри станции.

Калибровка датчиков по наземным источникам производилась параллельно с полётными операциями в трёх режимах: инерциальная ориентация, орбитальная ориентация и обзор. Данные собирались в четырёх энергетических диапазонах: 2-3,1 кэВ, 3,1-5,9 кэВ, 5,9-9,6 кэВ и 2-9,6 кэВ на больших детекторах. Малый датчик имел ограничители, устанавливаемые на уровни 0,2, 0,55, 0,95 кэВ.

Телескоп SIGMA

[править | править код]
Основная статья: Гранат (обсерватория) § SIGMA

Телескоп жесткого рентгеновского и низкоэнергетического гамма-диапазона SIGMA покрывает диапазон 35-1300 кэВ[3] с эффективной площадью 800 см² и полем зрения максимальной чувствительности ~5° × 5°. Максимальное угловое разрешение 15 минут дуги[4]. Энергетическое разрешение — 8 % при 511 кэВ.[5] Благодаря сочетанию кодирующей апертуры и позиционно-чувствительных датчиков на основе принципов камеры Ангера телескоп способен строить изображения.[6]

Телескоп станции спектр -рг

Рентгеновский телескоп Спектр-рг сканировал с помощью рентгеновских лучей плоскость нашей галактики. В изображении она выглядит как чёрная полоса, потому что молекулярный газ и звездная пыль поглощают большую часть рентгеновскмх лучей.

Рентгеновский телескоп АРТ-П

[править | править код]
Установка АРТ-П обсерватории Гранат
Основная статья: Гранат (обсерватория) § АРТ-П

Рентгеновский телескоп АРТ-П покрывает диапазон энергий от 4 до 60 кэВ (изображения) и от 4 до 100 кэВ (спектроскопия и измерения временных параметров). Состоит из четырёх идентичных модулей, содержащих позиционно чувствительный пропорциональный счётчик и кодирующую маску типа URA. Каждый модуль имеет эффективную площадь около 600 см², соответствующую полю зрения 1,8° x 1,8°. Угловое разрешение — 5 минут дуги, временное — 3,9 мс, энергетическое — 22 % при 6 кэВ.[7] Инструмент достиг чувствительности в 0.001 потока Крабовидной туманности при восьмичасовой экспозиции. Максимальное временное разрешение — 4 мс.[5][6]

Фокусирующий рентгеновский телескоп

[править | править код]
См. также: Broad Band X-ray Telescope и Колумбия STS-35

Широкополосный рентгеновский телескоп (BBXRT) был выведен на орбиту шаттлом Колумбия (STS-35) как часть полезной нагрузки ASTRO-1. BBXRT был первым фокусирующим телескопом, действующим в широком энергетическом диапазоне 0,3-12 кэВ со средним энергетическим разрешением 90 эВ при 1 кэВ и 150 эВ при 6 кэВ. Два сонаправленных телескопа с сегментированным твердотельным спектрометром Si(Li) каждый (детекторы A и B), состоящим из пяти пикселей. Общее поле зрения 17.4’ в диаметре, поле зрения центрального пикселя 4’ в диаметре. Общая площадь: 765 см² при 1,5 кэВ, 300 см² при 7 кэВ.

HEAO-2

[править | править код]
Основная статья: HEAO-2

Первая в мире орбитальная обсерватория с зеркалами со скользящим отражением рентгеновских фотонов. Запущена в 1978 году. Эффективная площадь около 400 см² на энергии 0,25 кэВ и около 30 см² на энергии 4 кэВ.

Чандра

[править | править код]
Основная статья: Чандра (телескоп)

XMM-Newton

[править | править код]
Основная статья: XMM-Newton

Спектр-РГ

[править | править код]
Основная статья: Спектр-РГ

XRT на КА Swift (миссия MIDEX)

[править | править код]
Swift XRT содержит телескоп Вольтера 1-го типа для фокусировки рентгеновских лучей на ПЗС-матрице
Основная статья: Swift (космический аппарат) § Инструменты

Телескоп XRT на борту КА Swift миссии MIDEX (диапазон энергий 0,2—10 кэВ) использует телескоп Вольтера 1-го типа для фокусирования рентгеновских лучей на термоэлектрически охлаждаемую ПЗС-матрицу.[8] Научный инструмент разработан с целью измерения потока, спектра и кривых светимости гамма-всплесков (GRB) и их послесвечений в широком динамическом диапазоне, покрывающем более 7 ступеней интенсивности потока. XRT способен определять координаты вспышек с точностью до 5 секунд дуги в течение 10 секунд после захвата цели (для типичного всплеска) и может изучать рентгеновскую составляющую гамма-всплеска, начиная с 20-70 секунды после обнаружения вспышки и на протяжении нескольких дней или недель.

Общая длина телескопа — 4,67 метра, фокусное расстояние 3500 мм, диаметр 0,51 метра[8]. Первичный структурный элемент — алюминиевая оптическая скамья, которая поддерживает переднюю и заднюю трубы телескопа, зеркальный модуль, отражатель электронов, внутренняя выравнивающая наблюдательная оптика и камера; плюс точки крепления к обсерватории Swift[8].

Труба телескопа диаметром 508 мм сделана из двух секций графитовых волокон и циановых эфиров. Внешний слой из графитовых волокон призван уменьшить продольный коэффициент теплового расширения, тогда как внутренняя сложная труба облицована изнутри парозащитным барьером (vapor barrier) из алюминиевой фольги от проникновения внутрь телескопа водяных паров или эпоксидных загрязнителей[8]. XRT содержит переднюю часть, окружённую зеркалами и содержащую затворную сборку и астронавигационный блок, и заднюю несущую камеру в фокальной плоскости и внутренний оптический экран[8].

Зеркальный модуль содержит 12 вложенных зеркал Вольтера 1-го типа, закреплённых на передних и задних крестовинах. Пассивно нагреваемые зеркала — позолоченные никелевые оболочки длиной 600 мм и диаметром от 191 до 300 мм[8].

X-ray imager имеет эффективную площадь 120 см² на 1,15 кэВ, поле зрения 23,6 x 23,6 угловых минут и угловое разрешение (θ) 18 секунд дуги на диаметре половинной мощности (HPD, half-power diameter). Чувствительность детектора — 2⋅10−14 эрг см−2с−1 104 секунд. Функция рассеяния точки (PSF, point spread function) зеркала — 15 секунд дуги HPD в фокусе (1,5 кэВ). Зеркало слегка расфокусировано для более равномерной PSF по всему полю зрения, как следствие, PSF инструмента 18 секунд дуги.

Прочие

[править | править код]
  • Рентгеновский телескоп нормального падения[источник не указан 176 дней]
  • The Space Variable Objects Monitor[англ.] (SVOM) — запущен КНР в июне 2024 г.

История рентгеновских телескопов

[править | править код]

Первый рентгеновский телескоп использовался для наблюдений за Солнцем. Первое изображение Солнца в рентгеновском спектре было получено в 1963 году, при помощи телескопа, установленного на ракете.

См. также

[править | править код]

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ X-ray Telescopes (англ.). NASA (2013). Дата обращения: 10 августа 2018. Архивировано из оригинала 13 декабря 2016 года.
  2. ↑ Hoff H. A. Exosat - the new extrasolar x-ray observatory // J Brit Interplan Soc (Space Chronicle).. — 1983. — Август (т. 36, № 8). — С. 363—367. Архивировано 5 октября 2018 года.
  3. ↑ Overview of two-year observations with SIGMA on board GRANAT (англ.) // Astron Astrophys Supplement Series : journal. — 1993. — No. 97. Архивировано 5 июля 2023 года.
  4. ↑ Revnivtsev M. G., Sunyaev R. A., Gilfanov M. R., Churazov E. M., Goldwurm A., Paul J., Mandrou P., Roques J. P. A hard X-ray sky survey with the SIGMA telescope of the GRANAT observatory (англ.) // Astronomy Letters : journal. — 2004. — Vol. 30. — P. 527—533. (недоступная ссылка)
  5. ↑ 1 2 International Astrophysical Observatory "GRANAT". IKI RAN. Дата обращения: 5 декабря 2007. Архивировано 3 марта 2016 года.
  6. ↑ 1 2 GRANAT. NASA HEASARC. Дата обращения: 5 декабря 2007. Архивировано 14 апреля 2012 года.
  7. ↑ Molkov, S.V., Grebenev, S.A., Pavlinsky, M.N., Sunyaev. «GRANAT/ART-P OBSERVATIONS OF GX3+1: TYPE I X-RAY BURST AND PERSISTENT EMISSION», Mar 1999. 4pp. arXiv e-Print (astro-ph/9903089v1) Архивная копия от 18 июля 2020 на Wayback Machine.
  8. ↑ 1 2 3 4 5 6 Burrows D. N., Hill J. E., Nousek J. A., Kennea J. A., Wells A., Osborne J. P., Abbey A. F., Beardmore A., Mukerjee K., Short ADT, Chincarini G., Campana S., Citterio O., Moretti A., Pagani C., Tagliaferri G., Giommi P., Capalbi M., Tamburelli F., Angelini L., Cusumano G., Bräuninger H. W., Burkert W., Hartner G. D. The Swift X-ray Telescope // Space Sci Rev.. — 2005. — Октябрь (т. 120, № 3—4). — С. 165—195. — doi:10.1007/s11214-005-5097-2.

Ссылки

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Рентгеновский_телескоп&oldid=142127722