萤火一号火星探测器电子分析器设计和试验.pdf

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1、第30卷2013年第4期上海航天AERoSPACESHANGHAI187文童缉号：1006一1630(2013)04一0187一05萤火一号火星探测器电子分析器设计和试验张爱兵，孔令高，王世金，朱光武(中国科学院空间科学与应用研究中心，北京lool90)摘要：对萤火一号(YH一1)火星探测器电子分析器设计和试验进行了研究。电子分析器采用带偏转板的同轴圆柱形静电分析器，设计方案在满足性能指标的同时实现了小型化。用Ni63放射源对其进行能量扫描、角度扫描、能量和角度均扫描等能量高端的性能试验，结果表明：电子

2、分析器的能量扫描、角度扫描、能量和角度均扫描功能正确。通过试验还获得了电子分析器在2．47～10．04keV的相对探测效率，该结果可作为电子分析器在轨数据处理的依据。关键词：火星探测；电子分析器；小型化；放射源中图分类号：TN911．6文献标志码：ADesignandTestofElectronAnalyzerOnboardYH一1MarsProbeZHANGAi-bing，KONGLing—gao，WANGShijin，ZHUGuang—wu(CenterforSpaceScienceandAppli

3、edResearch，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China)Abstract：ThedesignandtestoftheelectronanalyzerofYH一1Marsprobewerestudiedinthispaper．Aconcentriccyljndricalelectrostaticanalyzerwithdeflectionplateswasusedintheelec仃onanalyzerforIⅥarsexploration．Thes

4、chemeofsensormetboththerequirementsofperformanceandminiaturization．TheradioactivesourceofNi63wasusedtoverifytheperformanceofelectronanalyzerathigherenergyafteritwasdeveloped，inwhichtheverificationincludedenergyscanning，anglescanning，andenergyanda119lesca

5、nning．Theresultsshowedthatfunctionalityoftheelectronanalyzerinenergyscanning，anglescanning，andenergyandanglescanningwascorrect．Therelativedetectionefficiencyfrom2．47keVto10．04keVwasalsogotfromthetest．ThisresultcouIdbeusedforthedataprocessingofelectronana

6、lyzerinorbit．Keywords：Marsexploration；Electronanalyzer；Miniaturization：Radioactivesource0引言火星等离子体环境是火星探测的一项重要内容，可为研究火星等离子体环境结构、太阳风与火星的相互作用以及火星水的逃逸等提供必要的数据。虽然通过以往的探测活动，人类对火星等离子体环境已有较全面的了解，但仍存在很多未解的科学问题，如水的逃逸过程等，因此有必要开展进一步的探测和研究[1一。YH一1火星探测器有机会穿越火星的弓激波、磁鞘区

7、、磁堆积边界和磁堆积区，并探测人类迄今从未探测的远离火星的尾流区，在此过程中收稿日期：2012一09—25作者简介：张爱兵(1977)，男，博士，高级工程师，主要研究方向为空间等离子体探测。可能发现新现象。等离子体探测包用于探测火星空间环境中的离子和电子，是YH—l火星探测器的主要载荷之一，由离子分析器工、Ⅱ，电子分析器和电子学箱四部分组成。其中，离子分析器工、Ⅱ对称安装在舱外，实现对离子能量、方向、通量和成分的探测；电子分析器安装在舱外，实现电子能量、方向和通量的探测。本文对YH一1火星探测器电子分析

8、器设计和试验进行了研究。1设计电子分析器性能指标要求为：能量范围O．02～10keV；能量分辨率15％；视场120。×9。；角分辨率15。×9。。电子分析器质量、功耗要求分别为o．6kg和上海航天AER()SPACESHANGHAI第30卷2013年第4期o．8w。受此限制，传感器采用改进的紧凑型结构，如图1所示。能量测量部分选用同轴圆柱形的静电分析器方案‘2。3I。为实现角度测量，在静电分析器前安装了偏转系统。图l传感器Fig．1Sens