2π立体角高能离子传感器

由于高能粒子大量存在于行星磁层和行星际空间中，自太空时代开始以来，高能离子传感器就已投入使用。早期的传感器是固态探测器望远镜，具有锥形视场，通常通过航天器的自旋运动扫过一个圆（例如，IMP 7和8，ISEE 1和2）。在20世纪80年代和90年代，在SSD提供的能量测量基础上增加了箔/微通道板飞行时间测量（例如，AMPTE/CCE MEPA，Geotail EPIC/ICS，Galileo EPD）。由此得到的能量和速度唯一地确定了离子质量。最近，我们开发了一种包含能量和TOF测量的二维扇形接收角传感器。当安装在自旋航天器上时，这个160°×12°的视场在一次自旋中扫过近4π立体角。这种传感器因其形状被称为“冰球”，目前正在MESSENGER（EPS）和New Horizons Pluto（PEPPSI）上飞行。高能离子传感器越来越多地安装在三轴稳定航天器上（例如，MESSENGER EPS，New Horizons (Pluto) PEPPSI，Cassini MIMI）。虽然三轴稳定有利于成像科学，但它阻碍了获得4π立体角离子测量的目标。我们正在开发一种高能离子传感器，它可以测量离子能量和成分，并在没有关节机构的三轴稳定航天器上覆盖2π立体角。基于其形状，我们将这种设计称为“蘑菇”。我们描述了该概念的内部资助开发及其在NASA行星仪器定义与开发计划下获得开发资助时的状态。