助力探測火星大氣 中科院研製火星離子與中性粒子分析儀
2020年08月02日15:54

原標題:助力探測火星大氣 中科院研製火星離子與中性粒子分析儀

中新網北京8月2日電 (記者 孫自法)執行中國首次火星探測任務的“天問一號”探測器2日順利完成第一次軌道中途修正,繼續奔赴火星行程。記者當天從中國科學院國家空間科學中心獲悉,“天問一號”環繞器上搭載有該中心研製的火星離子與中性粒子分析儀,將對火星空間環境中的離子和中性粒子參數進行就位探測,研究火星大氣逃逸機製、太陽風與火星的相互作用。而在“天問一號”探測器飛向火星階段,火星離子與中性粒子分析儀還將對太陽風離子進行探測,研究太陽風在行星際的傳播特性。

  中國科學院國家空間科學中心研製團隊介紹,水和大氣一直是人類探測火星的主題。在太陽風的作用下,火星大氣以離子和中性粒子的形式不斷逃逸,這也是造成火星水和大氣演化的重要原因。太陽風是如何控製火星大氣逃逸的?準確的逃逸率是多少?這些都是研究火星大氣逃逸的關鍵問題,需要掌握火星逃逸離子和中性粒子的能量、通量、方向、成分等信息來研究解決。

  要對火星離子和中性粒子兩種粒子進行探測,以往國際探測任務採用兩台載荷實現,“天問一號”火星離子與中性粒子分析儀則創新採用離子和中性粒子分時共享傳感器的設計方案,在國際上首次將離子和中性粒子通過同一個傳感器實現探測,既能滿足性能指標要求,又實現載荷小型化,從而為探測器節省了寶貴的重量資源。

  除上述獨特的傳感器方案外,“天問一號”火星離子與中性粒子分析儀還實現了中國在中性粒子電離探測技術方面零的突破;在幾何因子控製、離子成分分析、寬能量範圍的大視場探測、高壓電源、數據處理和壓縮等技術方面,也實現了技術跨越。此外,該載荷預先設計了10種探測模式,並可根據科學探測需求定義新的探測模式,從而為開展深入的科學研究提供更為精準的探測數據。

  據瞭解,研製團隊秉承精益求精的精神,僅用3年時間完成了“天問一號”火星離子與中性粒子分析儀這台高性能全新載荷的研製,並在中國科學院國家空間科學中心和瑞士伯爾尼大學完成聯合地面定標,定標結果表明,該載荷的綜合性能指標優於任務要求,並達到國際同類載荷的先進水平,有望在科學目標實現方面取得突破。同時,其研製過程也深入開展了國內和國際合作,參研單位包括中國科學技術大學、瑞士伯爾尼大學。(完)

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