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XMM-牛頓衛(wèi)星（1999年歐洲航天局發(fā)射的衛(wèi)星）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-16

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XMM-牛頓衛(wèi)星

1999年歐洲航天局發(fā)射的衛(wèi)星

XMM-牛頓衛(wèi)星（原名多鏡片X射線觀測衛(wèi)星）于1999年12月發(fā)射升空，是歐洲航天局的第二顆作為奠基石的任務(wù)。它的名字源于X射線多鏡面設(shè)計(jì)和紀(jì)念英國著名物理學(xué)家牛頓。具有極高的譜分辨本領(lǐng)。這顆衛(wèi)星裝備了三部X射線望遠(yuǎn)鏡，因其奇異的飛行軌道而著稱，這種飛行軌道可令其長時(shí)間、不間斷觀測深空情況。XMM-牛頓衛(wèi)星讓歐洲天文學(xué)界獲得了諸多突破，如觀測到迄今在遙遠(yuǎn)宇宙看到的最大星系團(tuán)。這個(gè)龐大的星系團(tuán)(上圖右側(cè))證明了一種稱為暗能量的神秘力量的存在。據(jù)說，暗能量加速了宇宙的膨脹速度。科學(xué)家表示，如此巨大的星系團(tuán)可能是在宇宙初期形成的。

XMM-牛頓衛(wèi)星是迄今為止最靈敏的X射線望遠(yuǎn)鏡，使用了170多了薄片圓柱體鏡面來收集和聚焦X射線。嵌套鏡面的總面積超過120平方米。三個(gè)X射線望遠(yuǎn)鏡艙中的兩個(gè)裝有反射式測光儀（RGS），可用于X射線能量最詳細(xì)的分析。XMM-牛頓衛(wèi)星讓歐洲天文學(xué)界獲得了諸多突破，如觀測到迄今在遙遠(yuǎn)宇宙看到的最大星系團(tuán)。

基本信息

中文名	XMM-牛頓衛(wèi)星
載體	阿里安-5型火箭
軌道形狀	橢圓形
發(fā)射地點(diǎn)	法屬圭亞那的庫魯發(fā)射場
發(fā)射日期	1999年12月10日

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衛(wèi)星簡介

XMM-牛頓衛(wèi)星

XMM-牛頓衛(wèi)星是歐洲航天局1999年發(fā)射的一顆X射線天文衛(wèi)星，具有極高的譜分辨本領(lǐng)。XMM-牛頓計(jì)劃始于1984年，1997年3月開始建造，原名為“高通量X射線分光任務(wù)”（The High-Throughput X-ray Spectroscopy Mission），為紀(jì)念英國著名物理學(xué)家牛頓而命名XMM-牛頓衛(wèi)星，其中XMM是X-ray Multi-Mirror Mission（X射線多鏡面任務(wù)）的縮寫。1999年12月10日，XMM-牛頓衛(wèi)星在法屬圭亞那的庫魯發(fā)射場用歐洲功率最大的火箭阿里安-5型火箭發(fā)射升空。XMM-牛頓衛(wèi)星的軌道是橢圓形，近地點(diǎn)7,000公里，遠(yuǎn)地點(diǎn)114,000公里，軌道傾角為40度，周期48小時(shí)。XMM-牛頓衛(wèi)星原計(jì)劃壽命為兩年，但是將延期至最早2010年。

1999年12月，多鏡片X射線觀測衛(wèi)星(現(xiàn)稱XMM-牛頓)發(fā)射升空，歐洲天文學(xué)家從此擁有了他們自己的X射線觀測臺。這顆衛(wèi)星裝備了三部X射線望遠(yuǎn)鏡，因其奇異的飛行軌道而著稱，這種飛行軌道可令其長時(shí)間、不間斷觀測深空。XMM-牛頓讓歐洲天文學(xué)界獲得了諸多突破，如觀測到迄今在遙遠(yuǎn)宇宙看到的最大星系團(tuán)。這個(gè)龐大的星系團(tuán)(上圖右側(cè))證明了一種稱為暗能量的神秘力量的存在。據(jù)說，暗能量加速了宇宙的膨脹速度。科學(xué)家表示，如此巨大的星系團(tuán)可能是在宇宙初期形成的。

發(fā)展歷史

XMM-牛頓計(jì)劃始于1984年，1997年3月開始建造，原名為“高通量X射線分光任務(wù)”（），為紀(jì)念英國著名物理學(xué)家牛頓而命名XMM-牛頓衛(wèi)星，其中是（X射線多鏡面任務(wù)）的縮寫。1999年12月10日，XMM-牛頓衛(wèi)星在法屬圭亞那的庫魯發(fā)射場用-{zh-cn:阿里亞娜5型火箭;zh-tw:亞利安五號火箭}-發(fā)射升空。它的軌道是橢圓形，近地點(diǎn)7,000公里，遠(yuǎn)地點(diǎn)114,000公里，軌道傾角40度，周期48小時(shí)。XMM-牛頓衛(wèi)星原計(jì)劃壽命為兩年，但是將延期至最早2010年。

結(jié)構(gòu)模塊

XMM-牛頓衛(wèi)星的設(shè)計(jì)緊緊圍繞著X射線望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)展開。它采用模塊化結(jié)構(gòu)，由四大部件組成：

·焦平面組件（FPA）。它由攜帶焦平面觀測儀器的焦平面平臺（FPP）、歐洲光子攝像機(jī)（EPIC）、反射光柵光譜計(jì)（RGS）以及相機(jī)的數(shù)據(jù)處理和電源分配單元組成。EIPC和RGS儀器還裝有散熱器，這些散熱器借助冷凝管冷卻CCD探測器。

·望遠(yuǎn)鏡鏡筒（TT），它用于保持FPA和MSP的相對位置。由于其長度達(dá)6.8m，望遠(yuǎn)鏡鏡筒在物理結(jié)構(gòu)上由上、下兩個(gè)板塊組成。上半鏡筒中裝有兩個(gè)可逆通風(fēng)和出氣門（VOD），并起著支撐出氣檔板（OGB）的作用。

·反射鏡支撐平臺（MSP），它由平臺自身組成，平臺上裝有3個(gè)反射鏡組件（反射鏡模塊+進(jìn)、出口檔板+門+2個(gè)RGS光柵箱）、1個(gè)光學(xué)監(jiān)測器（OM）和2個(gè)星跟蹤器。

·服務(wù)艙（SVM），其中裝有衛(wèi)星的各個(gè)分系統(tǒng)和為衛(wèi)星提供必備資源的相關(guān)單元。此外，在SVM上還安裝有2塊太陽陣翼、1個(gè)望遠(yuǎn)鏡遮陽罩（TSS）和2個(gè)安裝在伸縮桿上的S波段天線。

XMM-牛頓衛(wèi)星結(jié)構(gòu)

搭載儀器

XMM-牛頓衛(wèi)星重3.8噸，長10米，太陽能電池帆板展開后寬16米。衛(wèi)星上搭載的主要科學(xué)儀器有：

3臺掠射式X射線望遠(yuǎn)鏡，每個(gè)望遠(yuǎn)鏡由58個(gè)套筒組成，采用沃爾特Ⅰ型構(gòu)造，最大的一層直徑為70厘米，焦距為7.5米，總接收面積達(dá)到4,300平方厘米，是由意大利科學(xué)家制造的。

三臺歐洲光子成像照相機(jī)（），工作能段為0.2-12keV，位于X射線望遠(yuǎn)鏡的焦平面上，用于X射線成像、X射線測光和中等分辨率分光。其中兩臺為（金屬氧化半導(dǎo)體）照相機(jī)，由7塊不共面的芯片組成，另一臺為照相機(jī)，由12塊共面的芯片組成。

兩臺反射式光柵分光儀（），位于X射線望遠(yuǎn)鏡的焦平面上，可以獲得高分辨率的X射線光譜。

光學(xué)監(jiān)視器（），是一個(gè)口徑30厘米的R-C式光學(xué)/紫外望遠(yuǎn)鏡

設(shè)計(jì)目標(biāo)

XMM-牛頓衛(wèi)星是一個(gè)功能強(qiáng)大的端一端太空觀測系統(tǒng)，它能使全世界的天文學(xué)家根據(jù)各自的觀測要求直接獲取經(jīng)過處理和標(biāo)定后的科學(xué)結(jié)果。換言之，XMM-牛頓衛(wèi)星系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)如下：

·處理觀測請求、建議和機(jī)會(huì)目標(biāo)

·考慮觀測的周期、軌道位置以及衛(wèi)星的控制和維護(hù)，以最優(yōu)的方式計(jì)劃并安排觀測順序

·使衛(wèi)星精確指向正確方向，履行觀測任務(wù)

·按終端用戶要求的格式收集、評估、處理和標(biāo)定科學(xué)數(shù)據(jù)

·保存整個(gè)任務(wù)期間所用的所有任務(wù)產(chǎn)品的技術(shù)資料

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