编者按：

日前，嫦娥六号样品正式交接给中国科学院。作为嫦娥六号任务地月通信的桥梁，鹊桥二号中继星居功至伟。但它的任务可不止“搭桥”，还有哪些科学目标？“中科院之声”推出“揭秘鹊桥”系列专题，今天介绍阵列中性原子成像仪。

01

百年未解的“天机”

磁暴和亚暴是极具破坏性的“太空风暴”，其强烈的磁场扰动和高能粒子辐射对地球和太空技术系统构成严重威胁。了解它们如何发生，对于保护人类的通信、导航和卫星系统至关重要。然而，这些现象如何起源和演化，至今仍是科学界的未解之谜。

▲磁暴起源和亚暴时序之谜 图片来源：网络

科学家们尝试各种方式，努力破解磁暴亚暴的内部机制和演化过程，以预测和应对这些灾害性太空天气事件。目前学界对磁暴和亚暴的认识和理解，主要基于带电粒子就位探测数据，受数据时空离散限制，犹如“盲人摸象”，存在巨大分歧。如何打破就位探测局限，获得更多磁暴亚暴信息？表征磁暴亚暴的带电粒子，无法冲破磁场、电场、稠密等离子体层等阻隔而汇于一处被收集。而其与地冕冷原子电荷交换后，会“乔装改扮”成ENA（Energetic Neutral Atom，能量中性原子）。

▲ENA，勇往直前 图片来源：ENA Imaging of the Outer Planets

由于不带电，ENA具备了冲破地球磁场“牢笼”的能力，携载着带电粒子源区的成分、动量、分布等信息，为揭开磁暴亚暴之谜提供了便利。探测ENA或许是可行的办法。

02

鹊桥相会，编码成像破天机

中国科学院国家空间科学中心空间环境探测室研制的阵列中性原子成像仪TENA （Two-dimensional-coded Energetic Neutral Atom-imager）跟随鹊桥二号中继星奔赴月球轨道。阵列中性原子成像仪采用飞行时间结合编码调制成像方案，是目前国际上空间分辨率最高的中性原子成像仪，填补了我国空间能量中性原子高时空分辨成像探测技术领域的空白。

▲阵列中性原子成像仪 图片来源：中国科学院国家空间科学中心

当磁层产生的ENA冲破地球磁场的“牢笼”与TENA“鹊桥相会”时，其携载的源区带电粒子的成分、动量、分布等信息通过TENA编码成像形成一幅幅连续的ENA图像。

▲单机成像仿真结果 图片来源：中国科学院国家空间科学中心

随着鹊桥二号的成功在轨运行，TENA或将成为科学团队破解磁暴和亚暴“天机”之谜的有力工具。

来源：中国科学院月球与深空探测总体部 中国科学院国家空间科学中心

责任编辑：宋同舟