[科普中国]-XMM-牛顿卫星

简介

XMM-牛顿卫星是欧洲航天局1999年发射的一颗X射线天文卫星，具有极高的谱分辨本领。XMM-牛顿计划始于1984年，1997年3月开始建造，原名为“高通量X射线分光任务”（The High-Throughput X-ray Spectroscopy Mission），为纪念英国著名物理学家牛顿而命名XMM-牛顿卫星，其中XMM是X-ray Multi-Mirror Mission（X射线多镜面任务）的缩写。1999年12月10日，XMM-牛顿卫星在法属圭亚那的库鲁发射场用欧洲功率最大的火箭阿里安-5型火箭发射升空。它的轨道是椭圆形，近地点7,000公里，远地点114,000公里，轨道倾角40度，周期48小时。XMM-牛顿卫星原计划寿命为两年，但是将延期至最早2010年。34

结构模块XMM-牛顿卫星的设计紧紧围绕着X射线望远镜系统展开。它采用模块化结构，由四大部件4组成：

·焦平面组件（FPA）。它由携带焦平面观测仪器的焦平面平台（FPP）、欧洲光子摄像机（EPIC）、反射光栅光谱计（RGS）以及相机的数据处理和电源分配单元组成。EIPC和RGS仪器还装有散热器，这些散热器借助冷凝管冷却CCD探测器。

·望远镜镜筒（TT），它用于保持FPA和MSP的相对位置。由于其长度达6.8m，望远镜镜筒在物理结构上由上、下两个半块组成。上半镜筒中装有两个可逆通风和出气门（VOD），并起着支撑出气档板（OGB）的作用。

·反射镜支撑平台（MSP），它由平台自身组成，平台上装有3个反射镜组件（反射镜模块+进、出口档板+门+2个RGS光栅箱）、1个光学监测器（OM）和2个星跟踪器。

·服务舱（SVM），其中装有卫星的各个分系统和为卫星提供必备资源的相关单元。此外，在SVM上还安装有2块太阳阵翼、1个望远镜遮阳罩（TSS）和2个安装在伸缩杆上的S波段天线。

搭载仪器XMM-牛顿卫星重3.8吨，长10米，太阳能电池帆板展开后宽16米。卫星上搭载的主要科学仪器3有：

·3台掠射式X射线望远镜，每个望远镜由58个套筒组成，采用沃尔特Ⅰ型构造，最大的一层直径为70厘米，焦距为7.5米，总接收面积达到4,300平方厘米，由意大利科学家制造。

·3台欧洲光子成像照相机EPIC，工作能段为0.2-12keV，位于X射线望远镜的焦平面上，用于X射线成像、X射线测光和中等分辨率分光。其中两台为MOS（金属氧化半导体）照相机，由7块不共面的CCD芯片组成，另一台为PN照相机，由12块共面的CCD芯片组成。

·2台反射式光栅分光仪（RGS），位于X射线望远镜的焦平面上，可以获得高分辨率的X射线光谱。

·1台光学监视器（OM），是一个口径30厘米的R-C式光学/紫外望远镜。

设计目标XMM-牛顿卫星是一个功能强大的端一端太空观测系统，它能使全世界的天文学家根据各自的观测要求直接获取经过处理和标定后的科学结果。换言之，XMM-牛顿卫星系统的设计目标4如下：

·处理观测请求、建议和机会目标

·考虑观测的周期、轨道位置以及卫星的控制和维护，以最优的方式计划并安排观测顺序

·使卫星精确指向正确方向，履行观测任务

·按终端用户要求的格式收集、评估、处理和标定科学数据

·保存整个任务期间所用的所有任务产品的技术资料