天基近红外天文巡天-Near-Infrared-Chinese-Experiment

红外天文小卫星（NICE）

Near-InfraredChineseExperiment胡景耀、邓劲松、裘予雷2009年10月30日（国家天文台战略方向项目答辩）可能的项目合作单位上海技术物理研究所

上海微小卫星工程中心华北光电所。。。。。。

项目简介开发一颗红外天文小卫星 开展全天区的成像巡天 做为我国空间红外天文的起步基于国内现有或可发展的探测器和空 间技术、服务于基础科学与应用乙炔氰化氢DNA/蛋白质宇宙的起源和演化早期宇宙的可见光观测者红外波段宇宙中生命的起源恒星形成区、原恒星及原行星盘、地外行星、 星际尘粒和有机分子的重要辐射波段宇宙学红移红外天文观测的重要性天基红外观测的必要性地球大气窗口的限制J(～1.2mm)、H(～1.6mm)、K(～2.2mm)、

L’(～3.8mm)

、M(～4.8mm)等大气的红外辐射强背景从2.5到3mm增加2-3个数量级！

地基观测<2.5mm红外巡天/空间红外天文的进展地基的近红外巡天

(J、H、K)2MASS、DENIS

、UKIDSS(2005-)、VISTA(2009-)空间的中远红外巡天(>5mm)IRAS、AKARI、Spitzer、SPICA(2017-)等空间红外天文台（定点观测）ISO、Spitzer、Herschel、JWST等空间的暗能量巡天EUCLID、SNAP：<1.7mmWISE巡天项目(2010-)近中红外(2.8-28mm)寿命≥7月、~8×8.8秒曝光NICE波段选择与需求小空间望远镜项目

全天巡天天基观测相对于地基的优势

>2.5mm国外空间红外平台偏中远红外

近红外

<5mm科学产出

多波段星表：2.7－4.0mm、4.1－4.5mm 独特的科学目标

3.3mm窄波段探测在近红外波段比WISE更深

0.03mJy（600s5s）寿命～3年 工作模式：凝视-摆动-凝视

科学目标：3.3mmPAH巡天PAH：多环芳香烃分子广泛存在（星际空间、星周盘、星系、彗星等）控制星际介质的化学和物理演化10-20%的宇宙碳元素；生命分子形成中的重要性3.3mm谱带探测中性或小尺寸PAHC-H拉伸(3.3)、C-H弯曲(8.6,11.3)、C-C拉伸(6.2,7.7)尚无深度的PAH全天巡天ISO、Spitzer等（定点观测）欠缺对3.3mm特征的观测其它科学目标河内原星团的形成演化、银河系结构几十pc内的褐矮星搜索3.3mm的甲烷特征吸收带z=1星系Pa巡天、z=4类星体Ha巡天红外星系（>109L⊙）、亮类星体（MV<-26）近地小行星、太阳系彗星和黄道光等红外变源和机遇目标SVOM卫星的伽玛暴的余辉观测特殊应用需求反导遥感卫星的几何和辐射定标2.5－3.1mm、4.2－4.6mm大气的H2O/CO2、CO2吸收窗口尾焰的特征发射带美军方的中段空间实验卫星 MSX的4.2-4.4mm数据难以 检索到技术方案思路：红外探测器国产红外面阵探测器（电子11所、技物所） 的性能已与法国的Sofradir相当现状：针对对地遥感的快读出类型读出噪声（>300e-）和暗电流噪声大天文应用要求低噪声的慢读出类型目标：读出噪声<200e-、暗电流<30e-/s/pix合作单位已在开发针对天文应用做性能测量和优化设计、

低噪声的读出电路和多次非破坏性读出技术方案思路：光学系统小型轻量化：总载荷<120kg口径~30cm、视场~1.2x1.2平方度、 三通道同时成像、分辨率～3角秒光学设计参考方案技术方案思路：轨道与巡天策略6am太阳同步轨道：700-900km、98度凝视－>转动－>凝视凝视时间5-10分钟、转动角度30-60度完成全天巡天<3年技术方案思路：载荷制冷望远镜主体被动制冷<140K多次隔热板遮挡太阳、地球镜筒表面做有利于辐射的处理冷光阑隔断望远镜主体 对探测器的热辐射探测器机械制冷<80K合作单位现有和研制中的斯特林或脉管制冷机技术方案思路：姿态和指向控制凝视观测和3角秒的分辨率要求 高指向稳定性5分钟<1角秒研究利用主光学望远镜结合星敏感器实现

高指向稳定性的方案项目进展与展望已与技物所和小卫星获