用于软 $\gamma$ 射线天文的硅基 6U 立方星探测器性能评估

自 2000 年 Compton Gamma-ray Observer (CGRO) 卫星上的 COMPTEL 仪器退役以来，对低能 $\gamma$ 射线（0.1-30 MeV）天空的观测受到显著限制。探索该能段内的 $\gamma$ 射线光子（常被称为\say{MeV 缺口}）对于解决高能与多信使天体物理中诸多未解之谜至关重要。尽管已提出若干大型 MeV $\gamma$ 射线任务（如 e-ASTROGAM、AMEGO、COSI），其中多数仍处于规划阶段，最早也要到下个十年才可能发射。近来，作为具成本效益且可快速实施的\say{探路者}替代方案，提出的 CubeSat 任务激增。专用于 $\gamma$ 射线天文的 MeV 立方星有效载荷可作为未来大规模 MeV 有效载荷的宝贵演示器。本文提出一种具硅基跟踪器与碘化铯量能器的 $\gamma$ 射线有效载荷设计。我们报告一项仿真研究的结果，以评估该有效载荷概念的性能，并将结果与先前的 $\gamma$ 射线仪器比较。作为性能评估与比较的一部分，我们表明所提有效载荷设计在 0.1 至 10 MeV 能量间可实现优于 IBIS 的灵敏度，且在高达约 1 MeV 的能量处所达灵敏度与 COMPTEL 相当，从而开启一扇以低成本观测天文且性能可比既往任务之窗。