中國科大成功研制北斗三號衛星低能離子能譜儀載荷

 由中國科學技術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》期刊接受發表，首次在軌觀測結果在線發表于《中國科學-技術科學》期刊。

　　空間低能離子是空間等離子體探測的基本要素，衛星載荷的原位探測數據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、磁層結構及其動力學、磁場重聯和環電流現象等空間物理，而且還能對空間天氣極端事件予以預警，為衛星或飛船的安全運行提供保障。因此，絕大部分的探測衛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據較少，相關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，帶領團隊進行關鍵技術攻關。

　　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星載荷研制任務，得益于前期的技術攻關，在一年時間內完成了原理樣機、鑒定件和飛行件航天產品研制，并于2017年2月交付裝星，7月衛星發射。載荷研制成果論文于2019年發表在《中國科學-技術科學》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。載荷飛行件產品于2019年11月交付，2020年6月衛星發射成功。2020年8月27日首次開機測試正常，2021年9月23日正式開始科學數據測量。其中，首次在軌測量得出的離子微分通量定量數據，與美國國家航空航天局的Van Allan探測結果一致，數據質量達到國際先進水平。相關研究結果近期在線發表在《中國科學-技術科學》期刊上，審稿專家認為：“結果非常具有吸引力，獲取的科學數據對研究磁層離子動力學和監測空間環境很重要”。

　　此次北斗三號衛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，已經具備承擔相關國家空間探測計劃任務的能力。（ 常河  王敏）