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STUDIO紫外氣球飛行任務(wù)和平臺(tái)的設(shè)計(jì)和制造和測(cè)試的現(xiàn)狀

瀏覽次數(shù)：347　發(fā)布日期：2025-12-17　來(lái)源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

（論文部分內(nèi)容摘抄）

成像觀測(cè)站的平流層紫外線演示器(STUDIO)是一個(gè)氣球載平臺(tái)，在口徑為0.5米的望遠(yuǎn)鏡上攜帶成像微通道板(MCP)探測(cè)器。平流層氣球提供了在受大氣層限制的波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行觀測(cè)的可行且負(fù)擔(dān)得起的平臺(tái)，同時(shí)，它們可以作為向未來(lái)空間應(yīng)用儀器和其他硬件的技術(shù)演示的有效步驟。STUDIO計(jì)劃在瑞典上空進(jìn)行飛行。該任務(wù)的科學(xué)目標(biāo)是調(diào)查銀河平面內(nèi)的變星熱致密星和M矮星，這艘駁船的設(shè)計(jì)允許使用不同的儀器或望遠(yuǎn)鏡。在本文中，我們介紹了STUDIO平臺(tái)的設(shè)計(jì)和制造和測(cè)試的現(xiàn)狀。

圖為吊艙和望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，為了更好地顯示有效載荷，隱藏其他只顯示一個(gè)太陽(yáng)能電池板。大多數(shù)電子設(shè)備和服務(wù)系統(tǒng)位于貢多拉地面，進(jìn)行有效載荷(主要是望遠(yuǎn)鏡)和吊艙的對(duì)接，在地面進(jìn)行全系統(tǒng)測(cè)試，隨后首次飛行在瑞典基律納的飛行窗口進(jìn)行。

工作室望遠(yuǎn)鏡與光學(xué)：

STUDIO的光學(xué)載荷由一臺(tái)50厘米孔徑的閉合式望遠(yuǎn)鏡組成，望遠(yuǎn)鏡儀器臺(tái)安裝在望遠(yuǎn)鏡后部。一種先進(jìn)的光子計(jì)數(shù)成像微通道板探測(cè)器，可在UV波段(180nm-330nm)內(nèi)進(jìn)行觀測(cè)，德國(guó)Excelitas PCO公司（pco.edge 4.2）可見(jiàn)光相機(jī)，主要用于閉環(huán)精細(xì)圖像穩(wěn)定系統(tǒng)中的跟蹤傳感器，還將作為覆蓋可見(jiàn)光波段(350nm-1000nm)觀測(cè)的次要科學(xué)儀器。在實(shí)驗(yàn)室和空中對(duì)（pco.edge 4.2）相機(jī)進(jìn)行了初步測(cè)試，以驗(yàn)證其性能和數(shù)據(jù)表中給出的優(yōu)點(diǎn)。主要是，我們的興趣集中在幀速率和噪聲數(shù)字，偏置，讀數(shù)和暗電流。實(shí)驗(yàn)室特征分析是在5級(jí)潔凈室中進(jìn)行的，在環(huán)境溫度和壓力下，使用集成球作為光源。所測(cè)得的大部分參數(shù)都比制造商所述的略好。35fps的幀速率在2048x2048像素幀的慢速掃描中實(shí)現(xiàn)。只有0.36個(gè)暗電子/像素/秒在傳感器溫度為5°C時(shí)計(jì)數(shù)。測(cè)量了0.652 e的讀出噪聲和47.20 e/像素的偏置。預(yù)計(jì)該相機(jī)將用于 STUDIO 50厘米望遠(yuǎn)鏡，該望遠(yuǎn)鏡的收集面積約為六倍，相當(dāng)于收集信號(hào)的六倍。由于星等是信號(hào)的2.5級(jí)，因此預(yù)計(jì)增益為2.4級(jí)。此外，在40公里處的圖像采集將提供更好的圖像質(zhì)量。

左圖用于測(cè)試的探測(cè)器前細(xì)網(wǎng)格的圖像。可以看到在探測(cè)器的多數(shù)部位，直線和對(duì)網(wǎng)格的衍射效應(yīng)是可見(jiàn)的，左圖中的亮點(diǎn)源于單個(gè)MCP通道的缺陷或不規(guī)則性，為每個(gè)MCP堆疊創(chuàng)建相應(yīng)的查找表，以計(jì)入這些影響。右圖為基律納上空夏季轉(zhuǎn)折條件飛行期間的夜空可觀測(cè)區(qū)域，綠色陰影：飛行期間的可觀測(cè)區(qū)域，第谷星表中所有恒星的密度圖，銀河系清晰可見(jiàn)，呈密度較高的帶狀，黃色圓圈：太陽(yáng)的位置。

最后，在STUDIO的集成和飛行準(zhǔn)備方面取得了良好進(jìn)展。對(duì)于首飛，主要科學(xué)案例是尋找變星熱致密星和探測(cè)冷矮星耀斑，進(jìn)一步的科學(xué)案例正在考慮中。STUDIO吊艙支持安裝在萬(wàn)向支架式結(jié)構(gòu)上的50厘米望遠(yuǎn)鏡。探測(cè)器將在紫外波段進(jìn)行科學(xué)觀測(cè)，而德國(guó)Excelitas PCO公司的可見(jiàn)光波段相機(jī)（pco.edge 4.2）既可用于科學(xué)觀測(cè)，也可用于支持圖像穩(wěn)定系統(tǒng)，有著不可或缺至關(guān)重要的核心作用。整個(gè)系統(tǒng)，包括吊籃，都是可擴(kuò)展和靈活的。單個(gè)組件或整個(gè)組件組可以更換為未來(lái)的飛行。例如望遠(yuǎn)鏡儀器平臺(tái)上的探測(cè)器可以更換，整個(gè)望遠(yuǎn)鏡也可以更換。

德國(guó)Excelitas PCO公司pco.edge 4.2高速相機(jī)，采用sCMOS傳感器，具有高分辨率、低噪聲、弱光成像的效果。，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程完美記錄，為實(shí)驗(yàn)提供強(qiáng)而有力的圖像數(shù)據(jù)支持。

廣州市元奧儀器有限公司作為德國(guó)Excelitas PCO公司極紫外攝像機(jī)在中國(guó)的代理商，為客戶提供各種極紫外成像系統(tǒng)解決方案，如對(duì)相關(guān)產(chǎn)品感到興趣，公司網(wǎng)址：www.gzyaco.com、電話：400-860-2677。

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