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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(xué)院共同實(shí)施的“微笑”衛(wèi)星（SMILE）?任務(wù)的關(guān)鍵載荷之一，承擔(dān)著測量太陽風(fēng)與磁鞘離子分布函數(shù)的重要科學(xué)職責(zé)，也是解釋“微笑”衛(wèi)星任務(wù)全球成像數(shù)據(jù)所必需的關(guān)鍵上游輸入。

近日，由中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心戴磊研究員、孔令高教授、張愛兵研究員牽頭的中歐聯(lián)合團(tuán)隊(duì)順利完成 LIA 的研制、地面標(biāo)定與性能驗(yàn)證工作，并在最新論文中對儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、標(biāo)定結(jié)果與運(yùn)行模式進(jìn)行了系統(tǒng)介紹。相關(guān)成果已發(fā)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(wèi)星平臺的相對側(cè)面，共同提供覆蓋全空間的 4π 立體角瞬時(shí)視場。每臺探測器基于頂帽型（“top-hat”）靜電能量分析器結(jié)構(gòu)，并結(jié)合電靜偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)與微通道板探測器，可同時(shí)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(jù)科學(xué)模式選擇不同的觀測分辨率，時(shí)間分辨率為 0.25–2 秒，角分辨率最高可達(dá)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(shù)等多類型離子數(shù)據(jù)，用于進(jìn)一步產(chǎn)出密度、速度、溫度等動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

為確保觀測結(jié)果的一致性與定量可靠性，團(tuán)隊(duì)對兩臺 LIA 儀器開展了完整的地面校準(zhǔn)。校準(zhǔn)結(jié)果表明，兩臺儀器在能量與角度響應(yīng)方面具有高度一致性，整體性能穩(wěn)定，全面滿足任務(wù)對測量的精度要求。

LIA 的研制、標(biāo)定和性能檢驗(yàn)工作，由中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心牽頭，并與南京大學(xué)、倫敦大學(xué)學(xué)院（UCL/MSSL）、法國國家科學(xué)研究中心等離子體物理實(shí)驗(yàn)室（LPP/CNRS）、歐洲空間局（ESA）、美國西南研究院（SwRI）、瑞士伯爾尼大學(xué)以及比利時(shí)、羅馬尼亞多家科研機(jī)構(gòu)合作完成，是“微笑”衛(wèi)星任務(wù)中典型的深度國際聯(lián)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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