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輕離子分析儀(Light Ion Analyzer, LIA)是歐洲空間局(ESA)與中國科學院共同實施的“微笑”衛星(SMILE)?任務的關鍵載荷之一,承擔著測量太陽風與磁鞘離子分布函數的重要科學職責,也是解釋“微笑”衛星任務全球成像數據所必需的關鍵上游輸入。
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近日,由中國科學院國家空間科學中心戴磊研究員、孔令高教授、張愛兵研究員牽頭的中歐聯合團隊順利完成 LIA 的研制、地面標定與性能驗證工作,并在最新論文中對儀器結構設計、標定結果與運行模式進行了系統介紹。相關成果已發表于國際期刊
Space Science Reviews
LIA 由兩臺完全相同的離子探測器組成,分別安裝在衛星平臺的相對側面,共同提供覆蓋全空間的 4π 立體角瞬時視場。每臺探測器基于頂帽型(“top-hat”)靜電能量分析器結構,并結合電靜偏轉系統與微通道板探測器,可同時測量離子的能量、入射方向和通量。儀器覆蓋 5 eV–25 keV 的能量范圍,并可根據科學模式選擇不同的觀測分辨率,時間分辨率為 0.25–2 秒,角分辨率最高可達仰角 5.625°、方位角 7.5°,能夠輸出能譜、角分布和三維速度分布函數等多類型離子數據,用于進一步產出密度、速度、溫度等動力學參數。
為確保觀測結果的一致性與定量可靠性,團隊對兩臺 LIA 儀器開展了完整的地面校準。校準結果表明,兩臺儀器在能量與角度響應方面具有高度一致性,整體性能穩定,全面滿足任務對測量的精度要求。
LIA 的研制、標定和性能檢驗工作,由中國科學院國家空間科學中心牽頭,并與南京大學、倫敦大學學院(UCL/MSSL)、法國國家科學研究中心等離子體物理實驗室(LPP/CNRS)、歐洲空間局(ESA)、美國西南研究院(SwRI)、瑞士伯爾尼大學以及比利時、羅馬尼亞多家科研機構合作完成,是“微笑”衛星任務中典型的深度國際聯合研制成果。
文章鏈接:
Dai, L., Kong, L., Zhang, A., et al.?(2025). The Light Ion Analyzer (LIA) for the SMILE Mission. Space Science Reviews, 221, 109. https://doi.org/10.1007/s11214-025-01235-w
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