天問一號火星離子與中性粒子分析儀首個成果發布

記者從中科院國家空間科學中心獲悉，日前“天問一號”環繞器有效載荷之一——火星離子與中性粒子分析儀（Mars Ion and Neutral Particle Analyzer, MINPA）首個科學研究成果發布。該成果對MINPA的首批科學數據進行了校準和比對分析，確認了儀器功能與性能符合設計預期，數據質量可靠。相關成果發表于《地球與行星物理》雜志。

MINPA由中科院國家空間科學中心空間環境探測重點實驗室研制，用于探測行星際及火星空間環境中的離子和能量中性粒子。在地火轉移階段，MINPA于2020年10月31日正式開始探測，獲得了至2021年1月26日期間的太陽風離子探測數據，為行星際多點太陽風觀測、太陽風徑向演化研究提供了重要契機。“天問一號”進入環火軌道后，MINPA于2021年11月13日進入科學探測模式，正式開始對火星空間離子和中性粒子環境開展連續性的探測。

在地火轉移期間，MINPA捕捉到了多個流相互作用區（stream interaction region）事件，利用天問一號和地球衛星項目對同一個流相互作用區的探測數據，科研團組對比分析了MINPA和美國國家航空航天局（NASA）的OMNI太陽風數據集（OMNI數據集收錄了從1963年至今多個地球軌道衛星的近地太陽風磁場和離子數據），兩者具有很好的一致性。

張愛兵告訴《中國科學報》，太陽風是從太陽吹出來的高速帶電粒子流，其速度有快有慢。當快速太陽風追上慢速太陽風時，快速太陽風會擠壓慢速太陽風而形成流相互作用區。在流相互作用區，太陽風離子的信號會比較強。

“之所以選擇研究流相互作用區事件，是因為‘天問一號’著陸器分離前，著陸器對MINPA的視場形成了一定的遮擋。流相互作用區的信號較強，儀器受遮擋的影響效應較小。另一方面可認為流相互作用區內太陽風來自于太陽同一區域，天問一號的探測數據與地球附近OMNI數據理論上應基本一致。”張愛兵說。

張愛兵表示，與OMNI數據集的高度一致性說明儀器的性能良好，這為后續環火星探測數據的研究打下了良好基礎。

此外，對于著陸器在分離前對MINPA視場的遮擋效應，科研人員也進行了定量分析，“我們研究出了數據處理方法，并證明這些處理方法是有效的，可以據此開展轉移軌道期間太陽風徑向演化研究。”張愛兵說。

他表示，由于地火轉移階段只探測了太陽風離子，因此科研人員暫時只能對太陽風離子數據進行校準，此后研究團隊還將利用環火科學探測任務階段的首批數據對火星離子和能量中性粒子探測數據進行校準，為研究人員開展火星空間環境的深入研究提供高質量的科學數據。