COSI 空间望远镜轨道光谱校准前景
天体物理仪器与方法
2026-01-09 v2
摘要
Compton 谱仪和成像仪是一台即将发射的 NASA 能量伽马范围望远镜。COSI的首要科学目标是通过Compton成像精确绘制银河系中核子线和正电子湮灭辐射。这是依赖于我们能够在任务生命周期内维持COSI光谱性能。探测器增益特性随时间变化将导致整个能量范围非线性拉伸。此外，过去的能量伽马望远镜观测和质子束实验表明，太空中的辐射损伤会导致光谱峰位移和谱线展宽。这些要求制定定期的轨道校准计划。本研究展示了一种方法，通过利用由太空辐射环境产生的背景线发射来监控和校准COSI探测器。我们采用探测器背景（德国锗）和冷却箱（铝）材料的核激发产生的强背景线。这些线跨越COSI整个带宽，可用于单事件情况下的辐射损伤和增益位移监测，分别在全仪器水平下每8小时，在单个探测器水平下每24天。Pike等人开发的方法可用于修复孔 trapping和增益特性的影响，从而恢复原始光谱性能。这一结果为COSI的遥测要求（校准和housekeeping数据）提供指导，并排除了需要搭载放射性校准源的可能性，该校准源将增加航天器的复杂性。
引用
@article{arxiv.2508.10172,
title = {In-orbit Spectral Calibration Prospects for the COSI Space Telescope},
author = {Aravind B. Valluvan and Steven E. Boggs and Savitri Gallego and Jarred Roberts and Gabriel Brewster and Sophia Haight and Carolyn Kierans and Sean Pike and Albert Y. Shih and John A. Tomsick and Andreas Zogaluer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.10172},
year = {2026}
}
备注
11 pages, 7 figures, Submitted to IEEE Transactions on Nuclear Science. Version 2: typos corrected, references added