Very Large Area gamma-ray Space Telescope 性能的仿真研究

超大面积 gamma 射线空间望远镜 (Very Large Area gamma-ray Space Telescope, VLAST) 是一项通过弹性散射和电子-正电子成对产生两种机制来探测 gamma 射线光子的计划概念，能够实现从 MeV 到 TeV 能段的光子探测。这一项目旨在从低地球轨道进行 gamma 射线天空的全面勘测，运用反串联探测器、兼具低能量热力学计量器功能的轨迹探测器，以及高能成像热力学计量器。我们开发了基于 GEANT4 工具包的探测器 Monte Carlo 仿真应用程序，用于评估有效面积、角分辨率和能量分辨率等仪器性能，并探讨了探测器配置的特定优化方案。我们的仿真分析表明，VLAST 当前设计在物理上是可行的，其接受度超过 $10~\rm m^2\ sr$，比 Fermi-LAT 大四倍，在 10~GeV 处的能量分辨率优于 2\%，角分辨率优于 0.2 度。VLAST 项目预计将在 gamma 射线天文学领域作出重要贡献，并增强我们对宇宙的理解。