硬X射線調制望遠鏡衛星數據分析軟件的設計及實現

趙海升，聶建胤，李小波，葛明玉，李承奎，宋黎明

(1. 中國科學院粒子天體物理重點實驗室，北京 100049；2. 中國科學院高能物理研究所，北京 100049)

X射線天文學的觀測多以空間觀測為主，20世紀70年代以來，國外已經陸續發射了多顆X射線天文衛星。中國在2017年7月15日發射了以X射線天體源觀測為主的硬X射線調制望遠鏡衛星[1]。這些衛星的數據分析軟件和觀測數據大多是公開的。后續的愛因斯坦探針衛星(Einstein Probe, EP)和中法太空望遠鏡項目(Space Variable Objects Monitor, SVOM)已經處于工程階段，增強型X射線時變與偏振天文臺(enhanced X-ray Timing and Polarimetry Mission, eXTP)也處于規劃階段。這些X射線天文衛星的發射必將對衛星數據分析方法及軟件帶來一定的挑戰。

作為載荷硬件和科學分析的橋梁，數據分析軟件的開發必不可少。數據分析過程是通過觀測數據反推入射信息，而觀測數據經過儀器的響應，不能直接表征入射信息。數據分析軟件的目的是產生正確的能譜、光變以及響應等。在這基礎上，用戶才能利用這些信息反推天體源的入射信息，進而推斷發生的物理過程。總之，數據分析軟件與科學產出息息相關，是保障科學產出的必要條件。

衛星發布的分析軟件一般是專用于該衛星數據分析的軟件，另外還有通用的數據分析軟件。通用軟件主要針對天文數據格式的處理(ftools[2])，以及能譜、光變處理(如Xspec和powspec[3])。美國國家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)提供的HEAsoft軟件包集成了通用軟件及一系列衛星的專用軟件。這樣衛星數據分析軟件需要重點設計衛星載荷的數據處理過程，使通用軟件能夠識別和處理數據處理的結果。……