孔令高，張愛(ài)兵,4，田 崢，鄭香脂，王文靜，劉 勇,4,5，丁建京

（1.中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心，北京 100190；2.天基空間環(huán)境探測(cè)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100190；3.中國(guó)科學(xué)院空間環(huán)境態(tài)勢(shì)感知技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100190；4.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100049；5.空間天氣國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100190）

引 言

火星，這顆太陽(yáng)系中紅色的星球，自古以來(lái)就吸引著人類(lèi)好奇的目光。近幾十年來(lái)，人類(lèi)利用飛越、環(huán)繞以及著陸的方式，對(duì)火星空間環(huán)境的各個(gè)要素進(jìn)行了全面的探測(cè)。從早期的Mariner 系列、Mars 系列、Viking系列、Phobos-2到近期的Mars Global Sur‐veyor（MGS）、Mars Express、MAVEN（Mars Atmo‐sphere and Volatile EvolutioN Mission）對(duì)火星的空間環(huán)境進(jìn)行了不同程度的探測(cè)[1-6]。

我國(guó)自主火星探測(cè)預(yù)計(jì)于2020年左右發(fā)射，包括環(huán)繞器、著陸器和巡視器。自主火星探測(cè)總的科學(xué)研究目標(biāo)主要為：①火星形貌與地質(zhì)構(gòu)造特征及其變化；②火星表面土壤特征與水冰分布；③火星表面物質(zhì)組成；④火星大氣電離層及表面氣候與環(huán)境特征；⑤火星物理場(chǎng)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

火星離子與中性粒子分析儀是環(huán)繞器上的科學(xué)有效載荷之一，將與環(huán)繞器上的磁強(qiáng)計(jì)和能量粒子分析儀共同完成火星的第4項(xiàng)科學(xué)目標(biāo)的探測(cè)任務(wù)。

火星離子與中性粒子分析儀將對(duì)火星空間的低能離子環(huán)境和能量中性原子（Energetic Neutral Atom，ENA）環(huán)境開(kāi)展深入的探測(cè)，其科學(xué)目標(biāo)為：①研究火星大氣逃逸機(jī)制，估算火星大氣和水的逃逸率，了解火星大氣和水的演化歷史；②研究激波附近中性粒子的加速機(jī)制，探索太陽(yáng)風(fēng)與火星相互作用機(jī)理。

歷次火星探測(cè)計(jì)劃中，低能離子是火星空間環(huán)境的重要探測(cè)目標(biāo)，比如Phobos-2[3]、Mars Express[5]和MAVEN[6]均開(kāi)展了低能離子的探測(cè)，而對(duì)能量中性原子，目前為止只有Mars Express 開(kāi)展了相關(guān)探測(cè)。Mars Express是目前唯一一個(gè)既有低能離子又有能量中性原子探測(cè)的火星計(jì)劃，通過(guò)2種獨(dú)立的載荷分別實(shí)現(xiàn)離子和能量中性原子的探測(cè)功能[5]。

深空探測(cè)計(jì)劃中，有效載荷的小型化和高集成化設(shè)計(jì)是基本需求，將最大限度地節(jié)省重量、功耗等寶貴資源?！拔灮?號(hào)”上搭載的等離子體探測(cè)包是國(guó)內(nèi)等離子體載荷小型化和高集成化設(shè)計(jì)的代表[7-8]。

自主火星離子與中性粒子分析儀采取高集成化的載荷設(shè)計(jì)思路，將離子和中性粒子的探測(cè)功能集成于一臺(tái)載荷，最大限度地節(jié)省資源的需求。

1 儀器設(shè)計(jì)方案

1.1 總體方案選擇

低能離子與能量中性原子是2 種不同類(lèi)別的粒子，離子帶電而中性原子不帶電，兩者探測(cè)方法也有所不同。

目前，能量中性原子探測(cè)手段主要有2種：電離和不電離。電離的探測(cè)方式是利用電離板對(duì)中性粒子電離為低能離子，此后按照低能離子的分析手段進(jìn)行參數(shù)測(cè)量[9-12]。不電離的方式是利用超聲振動(dòng)快門(mén)技術(shù)直接對(duì)能量中性原子進(jìn)行探測(cè)。電離方式是目前唯一經(jīng)過(guò)在軌驗(yàn)證的能量中性原子探測(cè)方案。

電離后的能量中性原子將變?yōu)閹щ姷牡湍茈x子，其探測(cè)手段可以與傳統(tǒng)低能離子相同。因此火星離子與中性粒子分析儀的基本探測(cè)思路為：將能量中性原子電離成為低能離子，采用傳統(tǒng)的探測(cè)手段進(jìn)行低能離子的能量、方向和成分分析。能量中性原子電離以后的測(cè)量部分將可以和離子測(cè)量部分共用，來(lái)實(shí)現(xiàn)儀器的高集成化設(shè)計(jì)。

1.2 探測(cè)原理

火星離子與中性粒子分析儀的基本設(shè)計(jì)方案是：首先利用多層膜電離板將入射能量中性原子電離成帶電離子，后端的能量和成分分析與低能離子探測(cè)共用帶頂蓋的半球形靜電分析器以及基于碳膜飛行時(shí)間系統(tǒng)[13]，探測(cè)原理如圖1所示。

圖1 儀器探測(cè)原理圖Fig.1 Measurement principle of instrument

圖1主要給出了探頭部分的剖面結(jié)構(gòu)，具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)特性。探頭主要由以下4大部分組成：離子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、中性粒子電離及偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、帶頂蓋半球形靜電分析器系統(tǒng)和飛行時(shí)間系統(tǒng)。

離子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要有偏轉(zhuǎn)板IF和偏轉(zhuǎn)板IB組成。偏轉(zhuǎn)板IF由2塊偏轉(zhuǎn)板組成，主要作用分別為加負(fù)的掃描電壓、對(duì)入射離子的俯仰角方向進(jìn)行選擇，所選擇視場(chǎng)范圍為0～90°。偏轉(zhuǎn)板IB 由2 塊偏轉(zhuǎn)板組成，分別加與偏轉(zhuǎn)板IF 具有固定關(guān)系的掃描電壓將入射離子引導(dǎo)至靜電分析器的入口。

能量中性原子電離及偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要有偏轉(zhuǎn)板NF、電離板、引出透鏡和偏轉(zhuǎn)板NB 組成。偏轉(zhuǎn)板NF 上下2 個(gè)板上分別加固定的偏轉(zhuǎn)電壓，在兩塊偏轉(zhuǎn)板之間形成足夠強(qiáng)的電場(chǎng)可以去除帶電粒子的入射，以免對(duì)能量中性原子的探測(cè)形成干擾。偏轉(zhuǎn)板NF形成15°的中性粒子入射視場(chǎng)。電離板是以硅為基底的氧化鋁鍍層，入射的能量中性原子在電離板上被電離成正離子。引出透鏡和偏轉(zhuǎn)板NB 分別加不同的負(fù)偏壓將電離后的正離子引入到靜電分析器入口。

靜電分析器系統(tǒng)是一種帶頂蓋的半球形靜電分析器。半球形靜電分析器外半球接地，內(nèi)半球加負(fù)的掃描電壓，在內(nèi)外半球之間的狹縫形成一個(gè)周期變化的電場(chǎng)。頂蓋加與內(nèi)半球電壓匹配的電壓。離子經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器入射到內(nèi)外半球的狹縫，受到狹縫之間電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)在狹縫之間作圓周運(yùn)動(dòng)，能夠通過(guò)狹縫的離子能量電荷比與內(nèi)半球電壓成正比：E/q=kV，比例系數(shù)k即為靜電分析器因子（k-factor）。

飛行時(shí)間法是低能離子成分分析最常用的技術(shù)[14-20]。飛行時(shí)間法的核心思想是：測(cè)量離子在固定飛行距離內(nèi)的飛行時(shí)間。飛行時(shí)間是通過(guò)飛行距離起始處的起始信號(hào)（START）和終止處的終止信號(hào)（STOP）之間的時(shí)間差給出。飛行時(shí)間系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。以往的飛行實(shí)踐表明，飛行時(shí)間法是空間離子成分分析最有效的方法，其可應(yīng)用于0.1 eV/n～60 MeV/n 能量范圍的離子成分分析。離子在進(jìn)入飛行時(shí)間系統(tǒng)之前被一固定的加速電壓UACC（＞15 kV）加速。離子進(jìn)入飛行時(shí)間系統(tǒng)首先要穿過(guò)起始碳膜并損失部分能量Eloss同時(shí)產(chǎn)生次級(jí)電子。次級(jí)電子被飛行時(shí)間系統(tǒng)中的偏轉(zhuǎn)電極偏轉(zhuǎn)到起始微通道板（Micro Channel Plate，MCP）上，產(chǎn)生起始信號(hào)。穿過(guò)起始碳膜的離子在飛行時(shí)間系統(tǒng)中繼續(xù)飛行一段距離d后打到終止碳膜上并再次產(chǎn)生次級(jí)電子，次級(jí)電子繼續(xù)飛行穿過(guò)離子阻滯膜后打在終止MCP 上，產(chǎn)生終止信號(hào)（離子將被離子阻滯膜所阻止）。起始信號(hào)與終止信號(hào)時(shí)間差為離子飛行時(shí)間τ。

離子質(zhì)量電荷比可表示為

其中：M為離子質(zhì)量；q為離子的電荷；E為離子的能量；UACC為飛行時(shí)間系統(tǒng)的加速高壓；Eloss為穿過(guò)起始碳膜的能量損失；d為離子飛行距離；τ為離子的分析時(shí)間。

能量損失通過(guò)在定標(biāo)過(guò)程中測(cè)量已知成分和能量的離子飛行時(shí)間給出。式（1）等號(hào)右邊部分所有的量均是已知值或可測(cè)量值，因此，離子的成分信息可以通過(guò)該式給出。

飛行時(shí)間系統(tǒng)中，起始碳膜產(chǎn)生的次級(jí)電子打在起始MCP 上的位置信息可用來(lái)判斷靜電分析器入射口處離子的方位角信息。將起始MCP 后的陽(yáng)極劃分為16 等份，對(duì)應(yīng)靜電分析器16 個(gè)方位角方向探測(cè)通道。由于靜電分析器是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，方位角總的視場(chǎng)為360°，因此每一個(gè)探測(cè)方向通道的視場(chǎng)為22.5°。

在飛行時(shí)間測(cè)量中，利用一定的邏輯關(guān)系判斷一次有效的飛行事件（一個(gè)起始信號(hào)對(duì)應(yīng)唯一的終止信號(hào)）。單位時(shí)間內(nèi)有效飛行事件的個(gè)數(shù)反映了入射離子的通量強(qiáng)度。

1.3 電子學(xué)設(shè)計(jì)

電子學(xué)部分主要有3 方面功能：①處理MCP 輸出的起始和終止信號(hào)；②為探頭部分提供高壓；③負(fù)責(zé)與外部平臺(tái)進(jìn)行供電和通訊。電子學(xué)部分原理框圖如下圖2所示。

圖2 電子學(xué)原理框圖Fig.2 Block diagram of electronics

電子學(xué)部分包括前置放大電路（起始信號(hào)放大電路、終止信號(hào)放大電路）、飛行時(shí)間測(cè)量電路、高壓電路、數(shù)據(jù)采集及處理電路（FPGA、晶振、看門(mén)狗、EEPROM、SRAM、AD、DA）、電源電路、接口電路（422 接口、遙測(cè)接口、指令接口、電源接口）。

起始信號(hào)放大對(duì)起始微通道板輸出的電荷脈沖信號(hào)進(jìn)行延時(shí)和放大，輸出起始脈沖信號(hào)；終止信號(hào)放大電路對(duì)終止微通道板輸出的電荷脈沖進(jìn)行延時(shí)和放大，輸出終止脈沖信號(hào)。

飛行時(shí)間測(cè)量電路對(duì)前放電路輸出的起始信號(hào)和終止信號(hào)之間的時(shí)間差進(jìn)行測(cè)量。

高壓電路輸出傳感器所需的多路高壓：偏轉(zhuǎn)高壓、帶電離子抑制高壓、離子引出高壓、靜電分析器高壓、加速高壓、MCP高壓。

數(shù)據(jù)采集和處理電路主要用于對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理并對(duì)儀器進(jìn)行控制。

電源電路將外部平臺(tái)提供的一次電源轉(zhuǎn)換為儀器電子學(xué)電路所需的二次電源（+5、+12、-12、+24、-24 V）。

接口電路負(fù)責(zé)儀器與外部平臺(tái)的供電接口、數(shù)據(jù)傳輸接口以及遙測(cè)遙控接口。

2 儀器測(cè)試定標(biāo)結(jié)果

基于以上高集成化設(shè)計(jì)的火星離子與中性粒子分析儀初樣鑒定件樣機(jī)照片如圖3所示。儀器總重量為4.3 kg，與國(guó)際同類(lèi)儀器相比，重量節(jié)省了約1/3。

圖3 火星離子與中性粒子分析儀Fig.3 Picture of Mars ion and neutral particle analyzer

測(cè)試定標(biāo)是儀器研制過(guò)程中重要的環(huán)節(jié)，用于確定儀器各項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)[21]。火星離子與中性粒子分析儀樣機(jī)在瑞士伯爾尼大學(xué)和中科院空間中心共同完成了測(cè)試定標(biāo)工作，獲得了儀器的各項(xiàng)性能指標(biāo)參數(shù)。瑞士伯爾尼大學(xué)的等離子體及中性原子定標(biāo)系統(tǒng)是國(guó)際上著名的空間定標(biāo)系統(tǒng)，為國(guó)際上多個(gè)衛(wèi)星計(jì)劃的等離子體及中性原子載荷提供了定標(biāo)服務(wù)。定標(biāo)系統(tǒng)具體性能指標(biāo)參數(shù)如下：

●離子能量范圍：3～100 keV/q

●離子成分：H+、He+、C+、N+、O+等

●中性原子能量范圍：15 eV～3 keV

●中性原子成分：H、He、N、O等

中科院空間中心的等離子體定標(biāo)系統(tǒng)于2015年建設(shè)完成，基本系能指標(biāo)參數(shù)如下：

●離子能量范圍：30 eV～30 keV/q

●離子成分：H+、He+、N+、O+、Ar+等

●電子能量范圍：100 eV～30 ke V/q

以下的定標(biāo)內(nèi)容中，與He+相關(guān)的能量響應(yīng)定標(biāo)以及質(zhì)譜定標(biāo)在中科院空間中心完成，其他定標(biāo)內(nèi)容均在瑞士伯爾尼大學(xué)完成。

2.1 離子能量響應(yīng)定標(biāo)

離子采用的是靜電分析器選擇其能量。由靜電分析器的特性可知，測(cè)量離子的能量范圍由所加掃描電壓范圍確定，能量分辨率由靜電分析器結(jié)構(gòu)特性決定，理論上能量分辨率不隨能量和探測(cè)方向而變化。

圖4給出了固定離子源為10 keV 的He+，掃描靜電分析器電壓獲得的掃描曲線，該曲線近似符合高斯分布。曲線峰值中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的靜電分析器電壓值為1 761 V，則可計(jì)算靜電分析器常數(shù)k=10 000/1 761=5.6。通過(guò)曲線半高寬和峰值中心點(diǎn)電壓的比值可以獲得能量分辨率η=14.5%。

圖4 儀器計(jì)數(shù)響應(yīng)與靜電分析器掃描電壓關(guān)系曲線Fig.4 Instrument ion counts versus sweeping high voltage of electrostatic analyzer

離子與中性粒子分析儀靜電分析器掃描電壓輸出范圍為0.5～5 000 V，則結(jié)合靜電分析器常數(shù)可以計(jì)算出可探測(cè)離子的能量范圍E/q為：2.8 eV～28 keV。

2.2 離子俯仰角響應(yīng)定標(biāo)

離子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)常數(shù)表征的是離子偏轉(zhuǎn)板所加電壓與測(cè)量離子俯仰角視場(chǎng)的關(guān)系。定義離子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)常數(shù)為

其中：Vdefup為離子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)上偏轉(zhuǎn)板電壓；Vdeflow為離子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)下偏轉(zhuǎn)板電壓；E為測(cè)量離子能量。

離子與中性粒子分析儀的離子俯仰角測(cè)量值與偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)常數(shù)相關(guān)。通過(guò)確定偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)常數(shù)值，可以獲得離子測(cè)量俯仰角視場(chǎng)。

在定標(biāo)過(guò)程中，只對(duì)25°和65°進(jìn)行了偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)常數(shù)的定標(biāo)。定標(biāo)采用的離子源能量為10 keV。圖5和圖6分別給出了25°和65°的俯仰角掃描曲線：圖5中25°對(duì)應(yīng)的Vdefup=0 V，Vdeflow=-1 250 V，則25°的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)常數(shù)R=0.125；圖6中65°對(duì)應(yīng)的Vdefup=-1 280 V，Vdeflow= 0 V，則65°的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)常數(shù)R= -0.128。在25°和65°獲得的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)常數(shù)與圖7的仿真曲線符合得很好，驗(yàn)證了仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此可以將圖7的仿真結(jié)果作為偏轉(zhuǎn)板掃描電壓與測(cè)量俯仰角的關(guān)系曲線。仿真結(jié)果顯示儀器俯仰角測(cè)量范圍可達(dá)0～90°。

圖5 俯仰角25°掃描曲線Fig.5 Instrument ion counts versus sweeping high voltage of deflectors at 25°elevation angle

圖6 俯仰角65°掃描曲線Fig.6 Instrument ion counts versus sweeping high voltage of deflectors at 65°elevation angle

圖7 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)常數(shù)與俯仰角關(guān)系Fig.7 Deflection factor’s variation with elevation angle

2.3 離子方位角響應(yīng)定標(biāo)

離子與中性粒子分析儀的方位角視場(chǎng)為360°，分為16 個(gè)探測(cè)方向通道，每一個(gè)探測(cè)通道的視場(chǎng)即角度分辨率為360°/16=22.5°。通過(guò)儀器對(duì)離子束源不同入射方向的響應(yīng)，確定方位角探測(cè)視場(chǎng)和角度分辨率。

圖8給出的是固定離子源為10 keV 的H+，儀器16個(gè)探測(cè)方向通道的響應(yīng)。從圖8中可以看出，16個(gè)探測(cè)方向通道總的探測(cè)視場(chǎng)為360°，每一個(gè)探測(cè)通道的視場(chǎng)即角度分辨率約為22.5°。

圖8 方位角視場(chǎng)掃描響應(yīng)曲線Fig.8 Instrument ion counts’variation with azimuth angle

2.4 離子成分分辨能力

離子與中性粒子分析儀通過(guò)測(cè)量離子的飛行時(shí)間來(lái)確定離子的成分信息M/q。離子經(jīng)過(guò)靜電分析器之后被一固定的加速電壓Vpost加速。相同成分、相同能量的入射離子的飛行時(shí)間也相同。離子的飛行時(shí)間取決于離子的總能量（離子原始能量和加速電壓的加速能量之和）。

圖9和圖10分別給出了對(duì)不同離子成分不同總能量離子的飛行時(shí)間譜，可以看出離子與中性粒子分析儀可以很好地對(duì)主要離子成分（H+、He+、C+、H2O+、CO+、CO2+）進(jìn)行區(qū)分，質(zhì)譜范圍1～44 amu，質(zhì)譜分辨率（?M/M）約20%@15 keV He+。

圖9～10中不同成分離子的飛行時(shí)間譜的展寬，主要由離子穿過(guò)起始碳膜后的方向散度和能量散度決定。通過(guò)仿真計(jì)算得知：進(jìn)入起始碳膜前離子總能量越高，穿過(guò)起始碳膜后的離子方向和能量越集中，飛行時(shí)間譜展寬越小。因此，離子總能量越高，儀器的成分分辨能力越好。

離子與中性粒子分析儀測(cè)量離子的能量范圍為2.8 eV～28 keV，飛行時(shí)間系統(tǒng)的加速電壓為15 kV，則離子進(jìn)入飛行時(shí)間系統(tǒng)前的總能量為15～43 keV。在定標(biāo)過(guò)程中由于時(shí)間的關(guān)系，選擇總能量較低的兩個(gè)能量點(diǎn)，采用盡量接近火星空間常見(jiàn)離子成分的離子束源進(jìn)行定標(biāo)。儀器在總能量低端時(shí)，可以對(duì)火星空間1～44 amu的主要離子成分進(jìn)行分辨，結(jié)合仿真結(jié)果則可推算在整個(gè)能量范圍內(nèi)也可以對(duì)主要離子成分進(jìn)行分辨，在能量高端分辨效果將更好。

圖9 總能量15 keV的He+飛行時(shí)間譜Fig.9 Time of flight spectrum of He+with 15 keV total energy

圖10 總能量19 keV不同離子成分飛行時(shí)間譜Fig.10 Time of flight spectrum of different ion species with 19 keV total energy

2.5 ENA俯仰角視場(chǎng)響應(yīng)

離子與中性粒子分析儀的ENA 俯仰角視場(chǎng)由偏轉(zhuǎn)板NF的結(jié)構(gòu)確定，一般為固定值。儀器通過(guò)對(duì)不同入射方向ENA 的響應(yīng)來(lái)確定ENA 俯仰角探測(cè)視場(chǎng)。

圖11給出的是固定定標(biāo)ENA 束源為2.55 keV 的H，儀器ENA探測(cè)通道的俯仰角響應(yīng)曲線。取分布的半高寬（FWHM）約8°作為ENA俯仰角探測(cè)視場(chǎng)。

圖11 ENA俯仰角視場(chǎng)掃描響應(yīng)曲線Fig.11 Instrument ENA counts versus elevation angle

2.6 ENA能量響應(yīng)

ENA能量響應(yīng)的能量范圍和能量分辨率主要由3部分決定：①ENA 在電離板上被電離時(shí)造成的能損和能散；②靜電分析器電壓掃描范圍和能量分辨率；③引出透鏡的電壓配置。ENA 測(cè)量的能量分辨率要差于離子測(cè)量的能量分辨率。圖12給出的是2.55 keV 的H 原子的能量分辨率。從圖12中可以看出對(duì)于H 測(cè)量的能量分辨率約為66.7%。結(jié)合仿真結(jié)果，通過(guò)對(duì)靜電分析器和引出透鏡的電壓配置和范圍的限定，可限定ENA 的能量測(cè)量范圍約50 eV～3 keV。

圖12 中性H的能量響應(yīng)曲線Fig.12 Instrument counts versus H energy

2.7 ENA成分分辨能力

ENA 的測(cè)量中首先將ENA 電離成帶電離子，后端與離子測(cè)量共用飛行時(shí)間測(cè)量系統(tǒng)。ENA 的測(cè)試定標(biāo)過(guò)程中，采用了H 和O 兩種ENA 束源，初始中性粒子的能量均為2.55 keV，飛行時(shí)間系統(tǒng)的加速高壓均為1萬(wàn)V，儀器的飛行時(shí)間譜響應(yīng)如圖13～14所示。從圖13～14的飛行時(shí)間譜可以看出儀器可以對(duì)H和O進(jìn)行很好的區(qū)分，結(jié)合仿真結(jié)果，儀器對(duì)中性粒子He也可以很好地進(jìn)行區(qū)分。

圖13 中性H的飛行時(shí)間譜Fig.13 Time of flight spectrum of H

圖14 中性O(shè)的飛行時(shí)間譜Fig.14 Time of flight spectrum of O

3 結(jié) 論

火星離子與中性粒子分析儀采用了高集成化的設(shè)計(jì)方案，將離子與ENA 兩種粒子的探測(cè)集成于一臺(tái)儀器，節(jié)約了儀器的資源需求。研制完成的鑒定件樣機(jī)經(jīng)過(guò)測(cè)試定標(biāo)，儀器可實(shí)現(xiàn)對(duì)離子和ENA 的探測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

定標(biāo)實(shí)測(cè)的技術(shù)指標(biāo)驗(yàn)證了儀器高集成化設(shè)計(jì)的有效性，為后續(xù)我國(guó)相關(guān)載荷的高集成化設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

表1 儀器實(shí)測(cè)技術(shù)指標(biāo)Table 1 Instrument performance by calibration

致謝

感謝瑞士伯爾尼大學(xué)Peter Wurz教授、德國(guó)馬普所Berndt Klecker 教授對(duì)儀器設(shè)計(jì)方案的有益建議。感謝瑞士伯爾尼大學(xué)為儀器提供定標(biāo)設(shè)備。