ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA >
X-ray telescope for pulsar deep space reference and its development vision
Received date: 2021-11-02
Revised date: 2021-11-26
Accepted date: 2021-12-29
Online published: 2023-02-15
Supported by
National Natural Science Foundation of China(42004004);National Key Basic Research and Development Plan(2020YFB0505801)
Deep space reference is the basis for entering and utilizing space. X-ray telescopes are important observation equipment for constructing pulsar deep space reference. Firstly， the role of pulsar timing in the establishment of deep space reference is discussed， and the requirements of millisecond pulsar space observation on X-ray telescopes are qualitatively analyzed. Then the technical status and development trend of X-ray telescopes at home and abroad are systematically summarized. Secondly， considering the fact that the pulse signal is generally weak and the non-pulse signal and spatial dispersion background are strong in X-ray millisecond pulsar observation， a method for suppressing the non-pulse noise by using high-resolution imaging observation is proposed. A high-resolution low-noise X-ray telescope is then preliminarily designed. Finally， the effects of different pulse signal flow， non-pulse signal flow， angular resolution and lens reflection efficiency on the signal-to-noise ratio during the pulsar observation obtained by focusing imaging， focusing non-imaging and collimating non-imaging X-ray telescopes are analyzed. It is found that the focusing imaging X-ray telescope has better detection ability in the flow of weak pulse signal and strong non-pulse signal. The calculation result also shows that the detection sensitivity of the focusing imaging telescope is better than that of the X-ray Timing Instrument （XTI） of the Neutron star Interior Composition Explorer （NICER） under the same conditions during the observation of five navigation pulsars. It can be seen that the designed focusing imaging X-ray telescope can effectively improve the observation ability of millisecond X-ray pulsars， and provide time service for national comprehensive Positioning， Navigation & Timing（PNT）and the construction of deep space reference system.
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