[北斗三号卫星低能离子探测载荷研究论文发表]北斗三号卫星低能离子探测载荷研究论文发表

由中国科学技术大学物理学院副教授徐善担任总设计师,地球与空间科学学院和物理学院组成的空间等离子体科学探测载荷研究团队,联合航天科技集团五院513所,近日成功研制出北斗三号卫星低能离子探测载荷。该研究论文被Journal 《开放天文学》接受并发表,首批在轨观测结果在线发表在Journal 《中国科学-技术科学》上。

[北斗三号卫星低能离子探测载荷研究论文发表]北斗三号卫星低能离子探测载荷研究论文发表

低能离子是空间等离子体探测的基本元素。卫星载荷的原位探测数据不仅可以用于研究太阳活动和太阳风对行星际空间和行星磁场的影响磁层结构及其动力学磁重联和环电流现象等空间物理,还可以对空间极端天气事件进行预警,为卫星或航天器的安全运行提供保障。因此,大多数探测卫星将携带空间等离子体探测有效载荷。与国际先进的低能粒子载荷相比,我国同类载荷相对落后,第一手基准数据较少,相关的科学和应用研究有限。在中国科学院院士王水窦宪康的倡议下,2012年,中科大地球与空间科学学院王玉明团队物理学院陈湘君团队安琪团队刘树斌团队共同组建了中科大研究团队,由徐善副教授担任有效载荷总设计师,带领团队进行技术攻关。

2014年,团队完成了空间低能离子谱仪的原理样机和性能标定,并于2015年2月顺利通过专家组评审。2016年3月,该团队承担了第18颗卫星有效载荷的开发任务。得益于前期的技术攻关,它用一年时间完成了样机鉴定件和飞行件的研制,并于2017年2月交付卫星。这颗卫星是在七月发射的。该研究论文于2019年发表在期刊《中国科学-技术科学》上。评审员说,“看到中国大学研制出一台结构紧凑功能强大的空间离子谱仪,很受鼓舞。与同类仪器参数相比,该谱仪具有比其他离子谱仪更高的性能”。

2018年,团队承担了北斗三号卫星等离子体探针包低能离子载荷的研制任务。在以往负载的基础上,进一步扩大了离子能量探测范围,提高了能量和角度分辨率,降低了负载功耗体积和重量。有效载荷产品于2019年11月交付,卫星于2020年6月成功发射。2020年8月27日第一次开机测试正常,2021年9月23日正式开始科学数据测量。其中,首次在轨测量获得的离子微分通量定量数据与美国宇航局Van Allan的探测结果一致,数据质量达到国际先进水平。相关研究成果近日在线发表在期刊《中国科学-技术科学》上,审稿人认为:“结果非常吸引人,获得的科学数据对于研究磁层离子动力学和监测空间环境非常重要”。


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