ExoSim 2: 适用于 Ariel 太空任务的新型 Exoplanet Observation Simulator

ExoSim 2 是下一代 Exoplanet Observation Simulator (ExoSim),专为从空间、地面和亚轨道平台对 transiting 小行星进行光谱-光度观测而设计。该软件是用 Python 3 完全重写的,采用面向对象设计原则,允许用户在需要时替换每个组件。ExoSim 2 在 GitHub 上公开可用,为科学界提供了宝贵资源。ExoSim 2 采用模块化架构,使用 Task 类封装仿真算法和函数。这种灵活的设计促进了 ExoSim 2 适应多样仪器配置以满足科学界不断变化的需求。ExoSim 2的数据管理由 Signal 类处理,该类代表包含时间、空间和光谱维度的结构化数据立方体。ExoSim 2 的代码执行遵循三步工作流程:焦平面创建、次曝光块的生成以及非破坏性读取 (NDRs) 的产生。每个步骤可以独立执行,优化时间和计算资源。ExoSim 2 已与 ArielRad 等其他工具广泛验证,并在估计光子转换效率、饱和时间和信号生成方面表现一致。该仿真器还针对即时读取和抖动仿真,以及天文信号表示进行了独立验证。总之,ExoSim 2 提供了一个稳健且灵活的工具,能够适应多样仪器配置和不断变化的科学需求。其设计原则和验证结果凸显了其作为小行星研究领域宝贵资源的潜力。