Рентгеновский телескоп: различия между версиями
Перейти к навигации
Перейти к поиску
| [отпатрулированная версия] | [отпатрулированная версия] |
Содержимое удалено Содержимое добавлено
A5b (обсуждение | вклад) м L |
A5b (обсуждение | вклад) перевод с англовики с отсебятиной про маски Адамара |
||
| 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. |
|||
{{редактирую|1=[[Служебная:Contributions/A5b|A5b]]|2=9 января 2010}} |
|||
'''Рентгеновский телескоп''' ({{lang-en|X-ray telescope, XRT}}) — [[телескоп]] рентгеновский. |
|||
== Оптическая схема == |
|||
Рентгеновские телескопы могут использовать несколько методов для фокусирования лучей. Наиболее часто используются {{translation2|телескопы Вольтера||en|Wolter telescope}} (с зеркалами скользящего падения) и {{translation2|кодирование апертуры||en|Coded aperture}}. Ограничения [[Рентгеновская оптика|рентгеновской оптики]] приводят к более узкому полю зрения по сравнению с телескопами, работающими в диапазонах УФ и видимого света. |
|||
=== Зеркала === |
|||
: {{main|Рентгеновское зеркало}} |
|||
Использование рентгеновских зеркал для несолнечной <!--extrasolar--> астрономии требует одновременно: |
|||
* возможность определить исходное направление рентгеновского фотона по двум координатам и |
|||
* достаточную эффективность детектирования. |
|||
Зеркала могут быть изготовлены из керамики или металлической фольги. Наиболее часто для рентгеновских зеркал скользящего падения используются [[золото]] и [[иридиум]]. Критический угол отражения сильно зависит от энергии фотонов. Для золота и энергии в 1 кэВ, критический угол составляет 3.72 °. |
|||
=== Кодирование апертуры === |
|||
: ''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. |
|||
== Телескопы == |
|||
<!---Placing the images here avoids acres of white space when rendered by browsers--> |
|||
[[Файл:Gramat sigma layout.gif|thumb|right|SIGMA instrument]] |
|||
[[Файл:Granat ART-P.gif|thumb|right|ART-P instrument]] |
|||
[[Файл:XRT_schematic.jpg|thumb|right|The layout of the Swift XRT]] |
|||
[[Файл:Xrtlayout.gif|thumb|right|The Swift XRT contains a grazing incidence Wolter I telescope to focus X-rays onto a [[CCD]] ]] |
|||
<!--[[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 === |
|||
{{main|Exosat}} |
|||
<!-- |
|||
The two low-energy imaging telescopes onboard [[Exosat]] used [[Wolter telescope|Wolter]] I [[X-ray optics]] and were equipped with two focal plane detectors: |
|||
* 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>--> |
|||
=== Hard X-ray telescope === |
|||
: См. {{translation2|OSO 7||en|OSO 7}} |
|||
<!-- |
|||
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 === |
|||
{{main|Салют-4#Рентгеновские инструменты}} |
|||
<!-- |
|||
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 === |
|||
{{main|Гранат (обсерватория)#SIGMA}} |
|||
<!-- |
|||
The hard X-ray and low-energy gamma-ray [[Granat#SIGMA|SIGMA]] telescope covered the energy range 35-1300 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&data_type=PDF_HIGH&whole_paper=YES&type=PRINTER&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 cm² and a maximum sensitivity field of view of ~5° × 5°. The maximum [[angular resolution]] was 15 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 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 АРТ-П === |
|||
{{main|Гранат (обсерватория)#АРТ-П}} |
|||
<!--The [[Granat#ART-P|ART-P X-ray telescope]] covered the energy range 4 to 60 keV for imaging and 4 to 100 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 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 [[Millisecond|ms]] and 22 % at 6 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 ms.<ref name="NASA2007"/><ref name=IKI/>--> |
|||
=== 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. |
|||
=== XRT on the Swift MIDEX mission === |
|||
{{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. |
|||
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/> |
|||
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/> |
|||
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/> |
|||
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/> |
|||
--> |
|||
=== Normal incidence X-ray telescope === |
|||
<!-- |
|||
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}}--> |
|||
== 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. |
|||
<!-- |
|||
== References == |
|||
{{reflist|2}} |
|||
== 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] |
|||
== See also == |
|||
* [[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 telescopes| ]] |
|||
[[Категория:X-ray astronomy]] |
|||
[[Категория:X-ray instrumentation|Telescope]] |
|||
[[Категория:Radiography]] |
|||
[[Категория:Microscopes]] |
|||
[[Категория:Spacecraft instruments]] |
|||
[[Категория:Ultraviolet telescopes]] |
|||
[[Категория:Solar telescopes]] |
|||
[[Категория:Scientific techniques]] |
|||
--> |
|||
Версия от 23:26, 9 января 2010
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 ИСЗ.
Оптическая схема
Рентгеновские телескопы могут использовать несколько методов для фокусирования лучей. Наиболее часто используются Шаблон:Translation2 (с зеркалами скользящего падения) и Шаблон:Translation2. Ограничения рентгеновской оптики приводят к более узкому полю зрения по сравнению с телескопами, работающими в диапазонах УФ и видимого света.
Зеркала
Использование рентгеновских зеркал для несолнечной астрономии требует одновременно:
- возможность определить исходное направление рентгеновского фотона по двум координатам и
- достаточную эффективность детектирования.
Зеркала могут быть изготовлены из керамики или металлической фольги. Наиболее часто для рентгеновских зеркал скользящего падения используются золото и иридиум. Критический угол отражения сильно зависит от энергии фотонов. Для золота и энергии в 1 кэВ, критический угол составляет 3.72 °.
Кодирование апертуры
- Основная статья Шаблон:Translation2
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
Exosat
Hard X-ray telescope
Телескоп ФИЛИН
Телескоп SIGMA
Рентгеновский телескоп АРТ-П
Focusing X-ray telescope
Normal incidence X-ray telescope
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.