紅外天文小衛(wèi)星（NICE）

Near-InfraredChineseExperiment胡景耀、鄧勁松、裘予雷2009年10月30日（國(guó)家天文臺(tái)戰(zhàn)略方向項(xiàng)目答辯）可能的項(xiàng)目合作單位上海技術(shù)物理研究所

上海微小衛(wèi)星工程中心華北光電所。。。。。。

項(xiàng)目簡(jiǎn)介開(kāi)發(fā)一顆紅外天文小衛(wèi)星 開(kāi)展全天區(qū)的成像巡天 做為我國(guó)空間紅外天文的起步基于國(guó)內(nèi)現(xiàn)有或可發(fā)展的探測(cè)器和空 間技術(shù)、服務(wù)于基礎(chǔ)科學(xué)與應(yīng)用乙炔氰化氫DNA/蛋白質(zhì)宇宙的起源和演化早期宇宙的可見(jiàn)光觀測(cè)者紅外波段宇宙中生命的起源恒星形成區(qū)、原恒星及原行星盤、地外行星、 星際塵粒和有機(jī)分子的重要輻射波段宇宙學(xué)紅移紅外天文觀測(cè)的重要性天基紅外觀測(cè)的必要性地球大氣窗口的限制J(～1.2mm)、H(～1.6mm)、K(～2.2mm)、

L’(～3.8mm)

、M(～4.8mm)等大氣的紅外輻射強(qiáng)背景從2.5到3mm增加2-3個(gè)數(shù)量級(jí)！

地基觀測(cè)<2.5mm紅外巡天/空間紅外天文的進(jìn)展地基的近紅外巡天

(J、H、K)2MASS、DENIS

、UKIDSS(2005-)、VISTA(2009-)空間的中遠(yuǎn)紅外巡天(>5mm)IRAS、AKARI、Spitzer、SPICA(2017-)等空間紅外天文臺(tái)（定點(diǎn)觀測(cè)）ISO、Spitzer、Herschel、JWST等空間的暗能量巡天EUCLID、SNAP：<1.7mmWISE巡天項(xiàng)目(2010-)近中紅外(2.8-28mm)壽命≥7月、~8×8.8秒曝光NICE波段選擇與需求小空間望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目

全天巡天天基觀測(cè)相對(duì)于地基的優(yōu)勢(shì)

>2.5mm國(guó)外空間紅外平臺(tái)偏中遠(yuǎn)紅外

近紅外

<5mm科學(xué)產(chǎn)出

多波段星表：2.7－4.0mm、4.1－4.5mm 獨(dú)特的科學(xué)目標(biāo)

3.3mm窄波段探測(cè)在近紅外波段比WISE更深

0.03mJy（600s5s）壽命～3年 工作模式：凝視-擺動(dòng)-凝視

科學(xué)目標(biāo)：3.3mmPAH巡天PAH：多環(huán)芳香烴分子廣泛存在（星際空間、星周盤、星系、彗星等）控制星際介質(zhì)的化學(xué)和物理演化10-20%的宇宙碳元素；生命分子形成中的重要性3.3mm譜帶探測(cè)中性或小尺寸PAHC-H拉伸(3.3)、C-H彎曲(8.6,11.3)、C-C拉伸(6.2,7.7)尚無(wú)深度的PAH全天巡天ISO、Spitzer等（定點(diǎn)觀測(cè)）欠缺對(duì)3.3mm特征的觀測(cè)其它科學(xué)目標(biāo)河內(nèi)原星團(tuán)的形成演化、銀河系結(jié)構(gòu)幾十pc內(nèi)的褐矮星搜索3.3mm的甲烷特征吸收帶z=1星系Pa巡天、z=4類星體Ha巡天紅外星系（>109L⊙）、亮類星體（MV<-26）近地小行星、太陽(yáng)系彗星和黃道光等紅外變?cè)春蜋C(jī)遇目標(biāo)SVOM衛(wèi)星的伽瑪暴的余輝觀測(cè)特殊應(yīng)用需求反導(dǎo)遙感衛(wèi)星的幾何和輻射定標(biāo)2.5－3.1mm、4.2－4.6mm大氣的H2O/CO2、CO2吸收窗口尾焰的特征發(fā)射帶美軍方的中段空間實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星 MSX的4.2-4.4mm數(shù)據(jù)難以 檢索到技術(shù)方案思路：紅外探測(cè)器國(guó)產(chǎn)紅外面陣探測(cè)器（電子11所、技物所） 的性能已與法國(guó)的Sofradir相當(dāng)現(xiàn)狀：針對(duì)對(duì)地遙感的快讀出類型讀出噪聲（>300e-）和暗電流噪聲大天文應(yīng)用要求低噪聲的慢讀出類型目標(biāo)：讀出噪聲<200e-、暗電流<30e-/s/pix合作單位已在開(kāi)發(fā)針對(duì)天文應(yīng)用做性能測(cè)量和優(yōu)化設(shè)計(jì)、

低噪聲的讀出電路和多次非破壞性讀出技術(shù)方案思路：光學(xué)系統(tǒng)小型輕量化：總載荷<120kg口徑~30cm、視場(chǎng)~1.2x1.2平方度、 三通道同時(shí)成像、分辨率～3角秒光學(xué)設(shè)計(jì)參考方案技術(shù)方案思路：軌道與巡天策略6am太陽(yáng)同步軌道：700-900km、98度凝視－>轉(zhuǎn)動(dòng)－>凝視凝視時(shí)間5-10分鐘、轉(zhuǎn)動(dòng)角度30-60度完成全天巡天<3年技術(shù)方案思路：載荷制冷望遠(yuǎn)鏡主體被動(dòng)制冷<140K多次隔熱板遮擋太陽(yáng)、地球鏡筒表面做有利于輻射的處理冷光闌隔斷望遠(yuǎn)鏡主體 對(duì)探測(cè)器的熱輻射探測(cè)器機(jī)械制冷<80K合作單位現(xiàn)有和研制中的斯特林或脈管制冷機(jī)技術(shù)方案思路：姿態(tài)和指向控制凝視觀測(cè)和3角秒的分辨率要求 高指向穩(wěn)定性5分鐘<1角秒研究利用主光學(xué)望遠(yuǎn)鏡結(jié)合星敏感器實(shí)現(xiàn)

高指向穩(wěn)定性的方案項(xiàng)目進(jìn)展與展望已與技物所和小衛(wèi)星獲