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暗物质粒子探测卫星——“悟空”

Dark Matter Particle Explorer (DAMPE)

“悟空”卫星是我国首颗空间天文卫星。它通过在空间观测高能电子(包括正电子)和伽玛射线能谱,来寻找暗物质粒子的存在证据,并开展宇宙射线起源及伽马射线天文方面的相关研究。

“悟空”卫星具有能量分辨率高,测量能量范围大和本底抑制能力强等三大优点。

“悟空”卫星也是空间科学战略性先导科技专项(一期)支持的四颗卫星之一。

科学目标

暗物质粒子间接探测,宇宙射线起源和伽马射线天文;

卫星观测能段范围覆盖0.5GeV-10TeV,能量分辨优于1.5%,超过国际上所有同类探测器;

将是世界上迄今为止观测能段范围最宽,能量分辨率最优的暗物质粒子探测卫星。

基本信息
  • 发射时间:
    2015年12月17日8时12分
  • 轨道参数:
    500km
  • 发射地点:
    酒泉卫星发射中心
  • 卫星质量:
    1850 Kg
  • 运载火箭:
    长征二号丁
  • 载荷质量:
    1410 Kg
  • 卫星状态:
    在轨运行
  • 平台质量:
    440 Kg
  • 轨道类型:
    太阳同步圆轨道
  • 尺  寸:
    1.5m×1.5m×1.2m


暗物质卫星巡天观测模式示意图



暗物质卫星定向观测模式示意图

有效载荷


暗物质卫星四大探测器构成

载荷名称:

塑闪阵列探测器 Plastic Scintillator Detector(PSD)

研制机构:

中国科学院近代物理研究所

目标/用途:

测量入射宇宙线的电荷以区分不同核素,也有助于区分高能电子和伽马射线

探测器组成:

整个系统由两层,共82个X、Y方向相互垂直放置的塑闪单元模块组成。

技术参数:
有效探测面积(mm2 825×825
塑闪单元模块尺寸(mm3 78个塑闪单元模块的尺寸为884×28×10,另外4个塑闪单元模块的尺寸为884×25×10。
载荷名称:

硅阵列探测器(STK)

研制机构:

中国科学院高能物理研究所、瑞士日内瓦大学、意大利佩鲁贾大学

目标/用途:

测量入射粒子的方向和电荷,区分电子(带电粒子)和伽玛(非带电离子),同时也用于测量高能核素。

探测器类型:

高位置分辨的硅微条探测器,采用ASIC读出技术

探测器组成:

硅阵列探测器由6大层硅微条探测器构成,每大层由XY排列的两小层组成,每层实现空间上X、Y的定位。

技术参数:
通道数 73828路(1152个ASIC)
探测面积(mm2 800×800
功耗(W) 82
载荷名称:

BGO量能器(BGO)

研制机构:

中国科学院上海硅酸盐研究所(BGO晶体);中国科学技术大学、中国科学院紫金山天文台(BGO量能器)

目标/用途:

测量宇宙线粒子尤其是电子和伽马射线的能量

探测器类型:

全吸收型电磁量能器

探测器组成:

主要由308根BGO晶体构成,共分为7大层,每大层由XY两小层构成,形成一个XY坐标的测量,每小层22个探测器单元

技术参数:
探测面积(mm2 600×600
在轨观测能量范围 5GeV~10TeV
能量分辨率 1.5%@800GeV
BGO晶体尺寸(mm3 25×25×600
载荷名称:

中子探测器 Neutron Detector

研制机构:

中国科学院紫金山天文台

目标/用途:

测量宇宙线粒子与中子探测器上层的物质发生相互作用产生的次级中子。

探测器类型:

采用厚度为10 mm的掺硼(B)的塑料闪烁体探测器