嫦娥一号卫星X线成像谱仪系统射.pdfVIP

2007年3月 深空探测研究 M ar．2007 第5卷 第1期 DEEPSPACEEXPLORATLON VO1．5 NO．1 嫦娥一号卫星X射线成像谱仪系统 王焕玉 张承模 陈 勇 中科 院高能物理所 北京 1oo049 摘 要：嫦娥工程是我国重大空间项目之一，是我国开展深空科学探测的标志性工程。x射线成像谱仪系统是嫦娥一号 卫星的重要科学载荷之一。它包括太阳x射线监测器、x射线成像谱仪和电子电路系统三部分。本文介绍嫦娥一号卫星X射线 成像谱仪的系统结构、工作原理、软件功能、数据分析和主要性能。 关键词：嫦娥一号卫星；太阳x射线监测器；x射线成像谱仪 1 引言 质演化和热历史提供相关资料。 月球作为地球的唯一卫星，表面保存着3l亿年 2 探glx射线成像谱仪系统组成及其工作原理 以前的地质活动记录，探测月球对人们认识地球、 太阳系的起源和演化历史有重要意义。地球矿物资 2．1探月x射线谱仪系统结构 源的目益匮乏也使人类把 目光投向了月球。 X射线成像谱仪由三部分组成，包括面对月球 月球有丰富的矿藏，月球上稀有金属的储藏量 的X射线探测阵列、太阳监测器和相关的电子学系 比地球还多。在月球广泛分布的岩石中，蕴藏有丰 统 (简称电控箱)。如图l所示。 富的钛、铁、铀、钍、稀土、镁、磷、硅、钠、 x射线成像谱仪用于观测月球方向发生的x射 钾、镍、铬、锰等矿产。岩石中含有地球中全部元 线事例，软X射线能段事例 (1keV-lOkeV)由阵列的 素和6o种左右的矿物，其 中6种矿物是地球没有 的。据估计，仅月海玄武岩中含有可开采利用的钛 低能x射线探测器观测 ，硬x射线能段 (1OkeV- 金属至少就有100万亿吨，而克里普岩中稀土元 60keV)的事例则由高能X射线探测器观测。 素、钍、铀的资源量分别约为6．7亿吨、8．4亿吨和 月球表面的X射线主要来 自两方面。一方面来 自受太阳X射线或者高能宇宙线激发月球表面元素 3．6亿吨 。 产生的X射线，另一方面来 自蕴藏在月球上的天然 我国的探月计划第一阶段分为三期。嫦娥一期 放射性元素 (同位素)核反应过程所产生的X射 是在2007年发射月球探测器。嫦娥二期是发射月球 线。当距月球200km环月轨道上的X射线谱仪视场 探测器软着陆和月球车巡视探测。嫦娥三期是通过 内，月表有X射线产生时，被由x~[1y两方向探测器 月球车、机器人、采样返回舱等进行现场探测，采 阵列组成的x射线谱仪对有效能段 内的事例进行成 集有关样品，返回地面进行研究，为载人登月和月 像观测。不同月表元素或天然放射物质产生的特征 球基地选址提供有关数据。