空間熱等離子體檢測載荷需要檢測兩個具有不同電荷極性的粒子（具有正電荷的離子和具有負電荷的電子）。作為熱等離子體檢測的經(jīng)典檢測方案，靜電分析器利用內部和外部板之間間的狹縫電場檢測入射等離子體。在特定的電壓極性下，只能檢測具有電荷極性的等離子體（電子或離子）。等離子體包含兩個具有不同電荷極性的粒子。所需的靜電分析器具有相反的電壓極性，因此單個儀器很難同時滿足兩個電荷極性粒子的檢測需求。常見的解決方案是使用兩個獨立的探頭分別施加不同極性的電壓來檢測離子和電子。這種方法會增加儀器的重量和功耗需求，不利于儀器的小型化。

　　為國科學院國家空間科學中心空間環(huán)境探測重點實驗室等離子體探測研究家空間科學中心空間環(huán)境探測重點實驗室等離子體探測研究小組提出了雙通道靜電分析儀的新設計理念，開發(fā)了雙電荷極性熱等離子體分析儀，實現(xiàn)了儀器的全小型化。雙通道靜電分析器采用三個特殊設計的異形曲面板，形成兩個內外檢測通道。當中間板加上特定極性的電壓時，兩個內外檢測通道的電場強度方向相反，可用于檢測不同電荷極性的熱等離子體。在雙通道靜電分析儀設計的基礎上，采用大視場靜電偏轉板、頂蓋電極、微通道板等方案，同時檢測電子和離子，具有2個π大視場和可變檢測靈敏度的優(yōu)點。研究小組開發(fā)的雙電荷極性熱等離子體分析儀原理樣機進行了詳細的地面標定試驗。標定結果表明，該儀器具有能譜寬、分辨率高、視場大、通量大的優(yōu)點，

　　論文審稿人對這一結果給予了高度評價。這項研究為我國未來小型化空間熱等離子體探測載荷的發(fā)展及其在地球和深空探測領域的應用提供了重要的技術支持。相關研究成果發(fā)表在美國物理聯(lián)合會（AIP）儀器類期刊ReviewofScientificInstruments上。

　　來源:中國科學院國家空間科學中心