High-sensitivity wide-band X-ray spectroscopy is the key feature of the Suzaku X-ray observatory, launched on 2005 July 10. This paper summarizes the spacecraft, in-orbit performance, operations, and data processing that are related to observations. The scientific instruments, the high-throughput X-ray telescopes, X-ray CCD cameras, non-imaging hard X-ray detector are also described.

HIGH-ENERGY cosmic rays (relativistic heavy nuclei) play an important role in heating interstellar matter in the Milky Way1,2, and they affect chemical abundances through collisions with atoms in the interstellar gas2. Although it has long been thought that these cosmic rays arise from supernovae3,4, direct evidence for such an association has been lacking. Here we report X-ray observations of the remnant of supernova 1006, made by the ASCA satellite, which indicate that emission from the edges of the remnant shell is dominated by radiation from electrons accelerated to energies of ~ 100 TeV within the shock front. Ions in the shell are likely to have been accelerated to similar energies, thus giving rise to very-high-energy cosmic rays.

The Flexible Imaging Diffraction Diagnostic for Laser Experiments (FIDDLE) is a newly developed diagnostic for imaging time resolved diffraction in experiments at the National Ignition Facility (NIF). It builds on the successes of its predecessor, the Gated Diffraction Development Diagnostic (G3D). The FIDDLE was designed to support eight Daedalus version 2 sensors (six more hCMOS sensors than any other hCMOS-based diagnostic in NIF to date) and an integrated streak camera. We will review the electrical requirements, design, and performance of the electrical subsystems that were created to support this large number of cameras in the FIDDLE. The analysis of the data that the FIDDLE is intended to collect relies heavily on the accurate and well-understood timing of each sensor. We report camera-to-camera timing jitter of less than 100 ps rms and sensor integration times of 2.2 ns FWHM in 2-2 timing mode. Additionally, diffraction experiments on the NIF produce electric fields (EMI) on the order of 1 kV/m, which have been observed to negatively impact the performance of some electrical components of the FIDDLE. We report on the results of testing hCMOS camera electronics in a similar EMI environment generated in an offline lab. We also summarize the use of a novel approach to using a vector network analyzer as an EMI leak detector to understand and reduce the negative impacts of EMI on the FIDDLE.

As part of a program to measure phase transition timescales in materials under dynamic compression, we have designed new x-ray imaging diagnostics to record multiple x-ray diffraction measurements during a single laser-driven experiment. Our design places several ns-gated hybrid CMOS (hCMOS) sensors within a few cm of a laser-driven target. The sensors must be protected from an extremely harsh environment, including debris, electromagnetic pulses, and unconverted laser light. Another key challenge is reducing the x-ray background relative to the faint diffraction signal. Building on the success of our predecessor (Target Diffraction In Situ), we implemented a staged approach to platform development. First, we built a demonstration diagnostic (Gated Diffraction Development Diagnostic) with two hCMOS sensors to confirm we could adequately protect them from the harsh environment and also acquire acceptable diffraction data. This allowed the team to quickly assess the risks and address the most significant challenges. We also collected scientifically useful data during development. Leveraging what we learned, we recently developed a much more ambitious instrument (Flexible Imaging Diffraction Diagnostic for Laser Experiments) that can field up to eight hCMOS sensors in a flexible geometry and participate in back-to-back shots at the National Ignition Facility (NIF). The design also allows for future iterations, such as faster hCMOS sensors and an embedded x-ray streak camera. The enhanced capabilities of the new instrument required a much more complex design, and the unexpected issues encountered on the first few shots at NIF remind us that complexity has consequences. Our progress in addressing these challenges is described herein, as is our current focus on improving data quality by reducing x-ray background and quantifying the uncertainties of our diffraction measurements.