[发明专利]一种采用X射线脉冲星探测器系统的空间X射线探测方法

摘要

发明公开了一种采用X射线脉冲星探测器系统的空间X射线探测方法，通过在卫星平台上携带探测器，实现对脉冲星发出的周期性X射线进行探测。方法设计了5种工作模式，分别是密封门开启模式、高压首次加电模式、正常采集模式、进入SAA区模式和休眠模式。密封门开启模式和高压首次加电模式只进入一次；在正常采集模式下，探测器进行数据采集；当卫星进入SAA后，切换到进入SAA区模式，此时暂停采集并降低高压输出；卫星离开SAA区后，恢复采集和原高压输出值；探测器每完成一个周期的数据采集后，进入休眠模式，此时高压模块断电。

主权项

一种采用X射线脉冲星探测器系统的空间X射线探测方法，其特征在于，所述X射线脉冲星探测器系统包括机壳、微通道板MCP组件、闪烁体探测器、采集与控制模块和高压模块；MCP组件、闪烁体探测器、采集与控制模块和高压模块设于机壳内部，机壳提供密封门及密封门开启机构；所述密封门开启机构具有记忆合金驱动组件和电机驱动组件，实现记忆合金和电机两种开启方式，机壳上设有泄压阀和充气阀；闪烁体探测器设于MCP组件下方；采集与控制模块连接MCP组件、闪烁体探测器、高压模块和密封门开启机构，高压模块为MCP组件和闪烁体探测器供电；MCP组件由自上而下依次放置的输入窗、准直器、第一高压电极、第二高压电极、光电阴极、MCP组、第三高压电极、电荷收集阳极和高压地组成；该方法具体包括如下步骤：步骤一、探测器系统在地面存储时，密封门关闭，通过充气阀向探测器系统的机壳内部充氮气；步骤二、卫星入轨后，在可视弧段内，卫星平台向探测器系统的采集与控制模块提供母线电压，此时探测器系统的采集与控制模块加电；地面通过遥测确认探测器系统加电启动正常后，通过卫星平台向探测器系统发送密封门开启指令，此时探测器系统中的采集与控制模块切换到密封门开启模式；步骤三、在密封门开启模式下，探测器系统中的采集与控制模块首先启动记忆合金开启方式，为记忆合金驱动组件供电，并通过遥测判断密封门是否打开，如果没有打开，则切换到电机开启方式为电机驱动机构供电，并通过遥测判断密封门是否打开，还将密封门开启状态的遥测数据上报给卫星平台；密封门开启成功后，采集与控制模块切断密封门的配电通路；地面通过遥测确认密封门开启成功后，通过卫星平台向探测器系统发送高压加电指令，此时探测器系统中的采集与控制模块切换到高压首次加电模式；步骤四、在高压首次加电模式下，探测器系统中的采集与控制模块将母线 电压传输至高压模块，以给高压模块加电；地面通过遥测判断高压模块的输出是否正常，高压模块输出稳定后，执行后续步骤；步骤五、卫星平台根据地面注入的指令，在指定时间向探测器系统发送开始采集指令，此时探测器系统中的采集与控制模块切换到正常采集模式；在正常采集模式下，采集与控制模块开始采集MCP组件产生的MCP探测信号和闪烁体探测器产生的反符合信号，并进行反符合判定：当反符合信号与MCP探测信号为同一时刻的信号，则认为该时刻的MCP探测信号为高能信号，丢弃；对于通过反符合判定的信号，获取其光子到达时间并存储；当采集时间达到设定周期T时长时，停止采集，将存储的光子到达时间上传到卫星平台；采集与控制模块每完成一个周期T的数据采集后，进入休眠模式；在该休眠模式下，采集与控制模块控制高压模块断电，卫星平台的母线电压仅为采集与控制模块供电，此时，只下传遥测数据和光子到达时间；在正常采集模式下，当卫星进入南大西洋辐射异常区SAA后，卫星平台向探测器系统发送SAA区进入指令，探测器系统中的采集与控制模块切换到进入SAA区模式，在此模式下，采集与控制模块暂停采集，并控制高压模块输出的高压幅值下降到令MCP无法工作的状态；卫星离开SAA区后，卫星平台向探测器系统发送SAA区脱离指令，探测器系统中的采集与控制模块控制高压模块输出幅值回复到原值，并恢复到正常采集模式；在休眠模式下，不再响应所述SAA区进入指令；在休眠模式下，卫星平台根据地面注入的指令，向探测器系统发送开始采集指令，此时探测器系统中的采集与控制模块重新切换到正常采集模式。