国際宇宙ステーション搭載
全天X線監視装置(MAXI)の
開発の現状(II)
冨田洋、松岡勝、川崎一義、上野史郎、横田孝夫、森井幹
雄、倉又尚之、磯部直樹、片山晴善(JAXA)、三原建弘、小
浜光洋(理研)、常深博、宮田恵美(阪大)、吉田篤正、山岡
和貴(青学大)、河合誠之、片岡淳(東工大)、根来均(日大)
目次
全天X線監視装置(MAXIとは)
開発の現状 (比例計数管、CCDカメラ、ソフトウェア)
開発の成果
全天X線監視装置とは?
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国際宇宙ステーション(ISS)搭載のX線モニター。
ISSの自転に合わせてMAXIは全天を走査する。
突発現象等の情報は自動で世界へ配信
HTV、HIIAロケット、ロボットアーム等でISSに取付
比例計数管(2-30keV)とCCD(0.5-12keV)を搭載。
国際宇宙ステーション
(ISS)
日本モジュール
(JEM)/きぼう
MAXI
MAXIの搭載品
星姿勢計
ラジエター+ヒート
パイプシステムと
ベータクロス
比例計数管
比例計数管用
スリット + コリメータ
CCD素子
CCDカメラ用コリメータ
MAXIの観測
MAXIの感度
見かけの明るさ
MAXIの観測原理
MAXIは地球に対して常に同じ姿勢(つ
まり1軌道周回で1自転)
MAXIは2つの細長い視野をもち、1回の
自転で全天を走査する。
視野に沿った位置はスリットと一次元位
置検出器で決定する。
距離
MAXIはASMとして過去最大の感度をもつ
↓
銀河系外のAGNまで系統的なモニターが
始めて可能になる!
予定と現状
現在
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一噛・PFT
打上
打ち上げは 2008年度予定(HTV技術実証機(1号機))
現在は設計段階をほぼ終了し製造段階
システム部 : 一部製作開始。 本年6月頃に全設計をFIX
カメラ部 : GSC、SSCカメラはできるところから製作開始
地上(データ解析)ソフトウェア : これから
GSC(ガスカウンターカメラ)
 比例計数管は16台(フライト 12台+スペア4台)のう
ち15台が完成。振動試験、X線写真チェック
 上記15台の中で8台が回路部も完成
 上記8台の中で7台が校正試験も終了
(PHはEnergy、X、Y、Z、HV依存で校正に長時間要)
 上記7台の中で2台がコリメーターを組み立てを終了、
4月より試験開始。
トラブル
プリアンプ用IC(A225)の(放電による?)故障。
振動試験によりカップリングコンデンサがはがれる
比例計数管の 二次元ゲインマップ
(Cuライン、7カウンター分)
L-edge
吸収端上下で連
続した関数でfit
Energy(keV)
Pulse Hehight
Pulse Hehight
X線energy vs Pulse Height
L-edge
吸収端上下で関
数を変えてfit
Energy(keV)
XeのL吸収端(~5keV)でジャンプが見られる
大きさ~ 200eV
→ 過去のデータに比べて大きい。
CCDカメラ
 CCDは大阪大学によりス
クリーニング済み(48個)。
 EMカメラを製作。FMと同
specのCCDを搭載
 エネルギー分解能
146eV(FWHM@5.9keV)
 Charge Injection、暗電
流低下用駆動パターンの
動作とそれによる性能向
上を確認。
 振動試験(13.27Grm
s)をクリア
EMカメラ。16CCDを搭載。表面は可
視光遮断のためアルミコートしてある。
Mn-k X線スペクトル
CCDの駆動の例
Flip mode OFF
ON
暗電流ノイズ
暗電流
暗電流低減法(flip mode)
時間
高い検出効率をえるための厚い空乏層(つまり
高い正バイアス)と低暗電流(低ノイズ)を得るた
めのinversion(つまり負バイアス)を両立させる
モード。ノイズは10%以下になる。温度換算で
約10℃分。
Charge Injection 法
電気的にCCDの一部のピクセルに電荷を注入し、
それを転送させることで各ピクセルにある電子トラッ
プ(信号電子の吸い込み口)を塞ぐ方法。軌道上放
射線による電荷転送効率の劣化の回復に効果があ
る。図は電荷注入しすぎで読み出しピクセルに電荷
があふれ出した例
放射線性能劣化と温度上昇
によるノイズの増加の防止対
策をカメラレベルで確認した。
地上ソフトウェア開発
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データ配信・蓄積装置(photon単位) 完成(試験中)
観測フルシミュレーター
完成(β版)
各カメラデータ解析ソフト
未
自動nova search・速報システム
未
データ公開システム
未
運用管理システム(コマンド管理など) 未
新しいアイデアが必要だが手付かず
のものが多くあり、知恵を借りたい
シミュレーション例
2.0 degree
1Crab、1カウンター、1スキャン、
BGDなし
2.0 degree
1Crab、12カウンター、100日、
BGDなし
位置決定は0.1degreeを十分に切る。
一定でない有効面積、NXBの評価などが課題
データの公開について
 突発現象については自動パイプライン処理により、地
上でのデータ取得から数十秒以内に速報
 上記以外のデータも1日程度を目安に公開
binary、AGNなど主要天体についてはライトカーブを
毎日更新。スペクトルも公開
 任意座標のデータの公開も目指す
利用者の意見が不可欠
まとめ
 MAXIは2008年度打ち上げを目指している
 MAXIは設計がほぼ終わり製造段階に移りつ
つある
 比例計数管、CCDカメラの開発は予定の範囲
内で進んでいるが、ソフトウェアが未開発。
 データはできる限り早く、制限なく公開の予定
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