“微笑”卫星（SMILE）轻离子分析仪（LIA）相关研究取得关键性进展

轻离子分析仪（Light Ion Analyzer, LIA）是欧洲空间局（ESA）与中国科学院共同实施的“微笑”卫星（SMILE） 任务的关键载荷之一，承担着测量太阳风与磁鞘离子分布函数的重要科学职责，也是解释“微笑”卫星任务全球成像数据所必需的关键上游输入。

近日，由中国科学院国家空间科学中心戴磊研究员、孔令高教授、张爱兵研究员牵头的中欧联合团队顺利完成 LIA 的研制、地面标定与性能验证工作，并在最新论文中对仪器结构设计、标定结果与运行模式进行了系统介绍。相关成果已发表于国际期刊 Space Science Reviews。

LIA 由两台完全相同的离子探测器组成，分别安装在卫星平台的相对侧面，共同提供覆盖全空间的 4π 立体角瞬时视场。每台探测器基于顶帽型（“top-hat”）静电能量分析器结构，并结合电静偏转系统与微通道板探测器，可同时测量离子的能量、入射方向和通量。仪器覆盖 5 eV–25 keV 的能量范围，并可根据科学模式选择不同的观测分辨率，时间分辨率为 0.25–2 秒，角分辨率最高可达仰角 5.625°、方位角 7.5°，能够输出能谱、角分布和三维速度分布函数等多类型离子数据，用于进一步产出密度、速度、温度等动力学参数。

为确保观测结果的一致性与定量可靠性，团队对两台 LIA 仪器开展了完整的地面校准。校准结果表明，两台仪器在能量与角度响应方面具有高度一致性，整体性能稳定，全面满足任务对测量的精度要求。

LIA 的研制、标定和性能检验工作，由中国科学院国家空间科学中心牵头，并与南京大学、伦敦大学学院（UCL/MSSL）、法国国家科学研究中心等离子体物理实验室（LPP/CNRS）、欧洲空间局（ESA）、美国西南研究院（SwRI）、瑞士伯尔尼大学以及比利时、罗马尼亚多家科研机构合作完成，是“微笑”卫星任务中典型的深度国际联合研制成果。 

论文链接：

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