立方星平台上用于伽马射线暴探测的紧凑型仪器 I：设计驱动因素与预期性能

爱尔兰教育研究卫星 1 号（EIRSAT-1）是一颗 2U 立方星，正在 ESA 的“放飞你的卫星！”计划下研制。该项目具有多方面内容，主要以教育为目的，同时也包括伽马射线天文新探测器的空间验证以及伽马射线暴（GRBs）的探测。伽马射线模块（GMOD）作为主任务载荷，是一个小型伽马射线谱仪，由 25 mm $\times$ 25 mm $\times$ 40 mm 溴化铈闪烁体耦合至 16 路硅光电倍增管阵列构成。读出由 IDE3380（SIPHRA）提供，这是一款低功耗且抗辐射的读出 ASIC。GMOD 将探测伽马射线并测量其能量，范围从数十 keV 至几 MeV。使用中等能量伽马射线天文库（Medium Energy Gamma-ray Astronomy Library）进行蒙特卡洛模拟，以评估 GMOD 在近地轨道探测 GRBs 的能力。模拟采用了由高保真 3D CAD 模型导出的完整航天器的详细质量模型。发现 EIRSAT-1 上 GMOD 的天区平均有效面积在 120 keV 处为 10 cm$^2$。在为期一年的标称任务中，该仪器预期以大于 10$\sigma$ 的显著性探测到 11 至 14 个 GRBs（在 5$\sigma$ 下最多可达 32 个）。GMOD 中闪烁体的形状带来了全向灵敏度，从而实现近全天空视场。