中國科大成功研制北斗三號衛(wèi)星低能離子能譜儀載荷

　　由中國科學技術(shù)大學物理學院副教授單旭為主任設計師，地球和空間科學學院、物理學院組成的空間等離子體科學探測載荷研制團隊，聯(lián)合航天科技集團五院513所等單位，近期成功研制北斗三號衛(wèi)星低能離子探測載荷。載荷研制成果論文被《開放天文學》期刊接受發(fā)表，首次在軌觀測結(jié)果在線發(fā)表于《中國科學-技術(shù)科學》期刊。

　　空間低能離子是空間等離子體探測的基本要素，衛(wèi)星載荷的原位探測數(shù)據(jù)不僅可以用來研究太陽活動及其太陽風對行星際空間和行星磁場的作用、磁層結(jié)構(gòu)及其動力學、磁場重聯(lián)和環(huán)電流現(xiàn)象等空間物理，而且還能對空間天氣極端事件予以預警，為衛(wèi)星或飛船的安全運行提供保障。因此，絕大部分的探測衛(wèi)星都會攜帶空間等離子體探測載荷。與國際先進的低能粒子載荷相比，我國的同類載荷相對落后，獲得第一手的基準數(shù)據(jù)較少，相關(guān)科學和應用研究受限。在中國科學院院士王水、竇賢康等人的倡議下，2012年中國科大地球和空間科學學院汪毓明團隊，物理學院陳向軍團隊和安琪、劉樹彬團隊聯(lián)合組建了中國科大空間低能粒子有效載荷研制團隊，由單旭副教授任載荷主任設計師，帶領(lǐng)團隊進行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

　　2014年團隊完成了空間低能離子譜儀原理樣機和性能定標，2015年2月順利通過專家組評審。2016年3月團隊承擔實踐十八號衛(wèi)星載荷研制任務，得益于前期的技術(shù)攻關(guān)，在一年時間內(nèi)完成了原理樣機、鑒定件和飛行件航天產(chǎn)品研制，并于2017年2月交付裝星，7月衛(wèi)星發(fā)射。載荷研制成果論文于2019年發(fā)表在《中國科學-技術(shù)科學》期刊。審稿專家表示：“看到中國大學研制出緊湊、功能強大的空間離子譜儀，非常令人鼓舞。與同類儀器參數(shù)相比，該譜儀比其他離子譜儀具有更高的性能”。

　　2018年團隊承擔北斗三號衛(wèi)星等離子體探測包的低能離子載荷研制任務，在上款載荷的基礎(chǔ)上，進一步拓展了離子能量探測范圍，提高了能量和角度分辨率，減小了載荷功耗、尺寸和重量。載荷飛行件產(chǎn)品于2019年11月交付，2020年6月衛(wèi)星發(fā)射成功。2020年8月27日首次開機測試正常，2021年9月23日正式開始科學數(shù)據(jù)測量。其中，首次在軌測量得出的離子微分通量定量數(shù)據(jù)，與美國國家航空航天局的Van Allan探測結(jié)果一致，數(shù)據(jù)質(zhì)量達到國際先進水平。相關(guān)研究結(jié)果近期在線發(fā)表在《中國科學-技術(shù)科學》期刊上，審稿專家認為：“結(jié)果非常具有吸引力，獲取的科學數(shù)據(jù)對研究磁層離子動力學和監(jiān)測空間環(huán)境很重要”。

　　此次北斗三號衛(wèi)星低能離子載荷的成功研制，標志著中國科大空間低能粒子載荷研制團隊和平臺建設日趨成熟，已經(jīng)具備承擔相關(guān)國家空間探測計劃任務的能力。(光明日報  記者常河 通訊員王敏)