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X射线谱仪由X射线谱仪探测器、太阳监测器和电控箱三部分构成，主探测器采用Si-PIN组成半导体探测器阵列，在1keV～60keV能区，实现对全月面成像观测，即得到X射线月貌图，其中，在10keV～60keV能段将是人类首次在环月轨道上对月面的观测。
中文名:X射线谱仪
外文名:X-ray spectrometer
组成1:X射线谱仪探测器
组成2:太阳监测器
组成3:电控箱
X射线谱仪简介
X射线谱仪设计有20路探测器，是此次载荷中探测器路数最多的系统，为有效预防多路探测器之间相互干扰，在硬/软件设计中还专门设计了“隔离”探测器单元功能及对太阳监测器计数率的调阈指令，以提高探测器在轨长期工作的可靠性 [1] 。
X射线谱仪指向月面，由16路硬X射线半导体探测器阵列，4路高分辨软X射线半导体探测器组成，分别用于探测月表不同元素或天然放射物质发生的特征X射线，获得不同能段X射线的能谱 ；[2] 。
X射线谱仪特点
X射线谱仪X射线探测器具有灵敏度高、分辨率好、重量轻及功耗低等特点，但易受到外界干扰，特别是温度的影响。由于我们探测器入射窗是暴露在卫星外，月球表面的昼夜周期极限温度变化非常大，温度环境对探测器性能有影响；另外探测器采用的硅半导体阵列，每片厚度仅微米数量级，承受外力的能力差和弱探测信号等不利因素都给设计、研制、温控，特别是工艺设计等方面带来不少困难。
X射线谱仪组成
X射线谱仪主要由X射线谱仪探测器，太阳监测器和电控箱组成。
1.太阳监测器：指向太阳，监测太阳X射线辐射，配合月表X射线观测，获得元素的绝对丰度分布。由Si-PIN组成的半导体探测器阵列，包括4路1～10keV的低能探测器，探测面积为1cm2，16路10～60keV的高能探测器，探测面积为16cm2 。在轨观测时探测器始终对着月面。
2.电控箱：内含数据获取系统、数据管理系统及软件等，它负责电源供给，在轨观测元素信号的处理、数据管理、数据传输等，并将信号传到卫星有效载荷的大容量存储器，通过卫星传到地面控制中心。
3.X射线谱仪探测器：利用太阳监测器监测太阳X射线辐射状态，获得射入到月球的太阳X射线能谱、流强等信息，为X射线谱仪数据处理提供参考依据。一般位于卫星顶部，对着太阳，观测太阳X射线，可配合月表X射线观测，进而获得元素的绝对丰度分布。同时可以利用太阳监测器监测太阳活动，做出太阳X射线连续谱。太阳监测器探测能区为1～10keV，有效面积为0.25cm2。采用先进的Si-PIN半导体探测器技术，具有低功耗、高分辨的特点，主要由3台单机组成。
X射线谱仪性能
X射线谱仪X射线谱仪和太阳监测器分别安装在卫星顶板和侧板上。其中，X射线谱仪用于探测月球表面元素受太阳X射线或宇宙射线激发产生的荧光X射线，如Mg、Al或Si元素等。其飞行方向与卫星轨道成45度角，正对月面。太阳监测器正对太阳，监测太阳活动，从而得到入射的太阳X射线能谱，结合X射线谱仪，获得到相关元素的绝对丰度。在月表向阳面，当太阳X射线射到月表，发生光电效应，产生X射线荧光；这些荧光被X射线谱仪某个(些)探测器单元探测到，经过后级电子学系统处理，将所探测信号转换数字信号后，以1024道能谱的方式被记录, 并经1553B总线传到地面 。
太阳监测器采集太阳X射线，将所探测信号转换数字信号后，并以1024道能谱的方式被记录,并经1553B总线传到地面，探测器单元的硅介质与一定能量的X射线荧光产生光电效应，至少产生一个电子空穴对，由此产生的电信号反映月表不同元素或天然放射物质发生的特征X射线能量不一样，将被观测信号以不同能谱方式记录，根据这些能谱，依据定标曲线推算对应的元素 。
分析、融合和归纳X射线谱仪探测器与太阳监测器的观测结果，可以绘制各元素的全月球分布图，发现月球表面资源富集区，鉴别新的类型，为月球的开发利用提供资源分布的数据，以及检验月球形成与演化的模型，为月球演化的深入研究提供重要信息和有用数据 ；[3] 。
X射线谱仪应用
我国“嫦娥一号”探月卫星的一个有效载荷，它可探测月表元素受太阳X射线或宇宙射线激发产生的X射线荧光，并能对太阳X射线辐射进行监测，通过数据反演法可获得月表主要元素的含量和分布，以确定月表岩石类型和资源分布，并为月球探测和检验月球形成与演化模型提供重要信息。
一些天文卫星上都会应用X射线探测器。今后，星载探测器发展的趋势是高性能、低功耗、小体积、轻重量。在探月二期工程中，我们将在一期的研制基础上，使X射线探测器设计更简化、更小巧、更可靠、更高性能，可把它安装在月球车机械臂上，在月球上行走，实现近距离元素探测。
视频
一分钟带你了解什么是X射线荧光光谱仪检测