中国发布天问一号火星离子与中性粒子分析仪首个研究成果

中国发布天问一号环绕火星太空船中的火星离子与中性粒子分析仪（Mars Ion and Neutral Particle Analyzer）首个科学研究成果。 成果对火星离子与中性粒子分析仪的首批科学数据进行校准和比对分析，确认仪器功能与性能符合设计预期，数据质量可靠。

火星离子与中性粒子分析仪由中国科学院国家空间科学中心空间环境探测重点实验室研制，用于探测行星际及火星太空之间环境中的离子和能量中性粒子。 从地球飞行到火星期间，火星离子与中性粒子分析仪在2020年10月31日正式开始探测，获得至2021年1月26日期间的太阳风离子探测数据，为行星际多点太阳风观测、太阳风径向演化研究提供了重要信息。

天问一号进入环绕火星轨道后，火星离子与中性粒子分析仪2021年11月13日进入科学探测模式，正式开始对火星区域的太空离子和中性粒子环境开展连续性的探测。

由地球到火星飞行期间，火星离子与中性粒子分析仪捕捉到多个流相互作用区（stream interaction region）事件，利用天问一号和地球卫星项目对同一个流相互作用区的探测数据， 科研团队对比分析了火星离子与中性粒子分析仪和美国航天局的OMNI太阳风数据集（OMNI数据集收录从1963年至今多个地球轨道卫星的近地太阳风磁场和离子数据），两者俱有很好的一致性。

太阳风是从太阳吹出来的高速带电粒子流，它的速度有快有慢。 当快速太阳风追上慢速太阳风时，快速太阳风会挤压慢速太阳风而形成流相互作用区。 在流相互作用区，太阳风离子的讯号会比较强。

中国科学院国家空间科学中心研究员张爱兵说：「选择研究流相互作用区事件，是因为天问一号登陆器分离前，登陆器对火星离子与中性粒子分析仪的视场形成一定的遮挡。 流相互作用区的讯号较强，仪器受遮挡的影响效应较小。 另一方面可认为流相互作用区内太阳风来自于太阳同一区域，天问一号的探测数据与地球附近OMNI数据理论上应基本一致。」

张爱兵表示，与OMNI数据集的高度一致性说明仪器的性能良好，这为后续环火星探测数据的研究打下良好基础。 此外，对于登陆器在分离前对火星离子与中性粒子分析仪视场的遮挡效应，科研人员也进行了定量分析，我们研究出数据处理方法，并证明这些处理方法是有效，可以据此开展转移轨道期间太阳风径向演化研究。

张爱兵还表示，由于地球到火星飞行阶段只探测了太阳风离子，因此科研人员暂时只能对太阳风离子数据进行校准，此后研究团队还会利用环绕火星科学探测任务阶段的首批数据对火星离子和能量中性粒子探测数据进行校准，为研究人员开展火星太空环境的深入研究提供高质量的科学数据。

【图：中国科学院国家空间科学中心;文：节录自科学网页;新闻信息由林景明提供】研究全文刊登在2021年12月9日出版的《地球与行星物理》期刊 标题是： Tianwen-1 MINPA observations in the solar wind

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