普林斯顿大学天体物理学家大卫·麦克马斯(David McComas)将担任一项科学任务的首席研究员，该任务旨在采样、分析和绘制从太阳和星际空间边缘流到地球的粒子。他今天在加州帕萨迪纳举行的国际空间研究委员会(COSPAR)会议上介绍了这次任务的目标和现状。
普林斯顿大学天体物理学家大卫·麦克马斯将担任星际测绘和加速探测器(IMAP)的首席研究员。IMAP是一项于2024年发射的任务，旨在研究日光层。IMAP将在距地球100万英里的太阳方向L1处绕太阳运行，它将在地球磁场的保护层之外(这里用蓝色表示)。
NASA官员6月1日宣布，计划于2024年发射的“星际测绘与加速探测器”(IMAP)任务将调查环绕并保护我们太阳系的日光层。
在泡泡状的日光层的边界区域，太阳风——从太阳向四面八方喷射的稳定的粒子流——与星际介质中的粒子流发生碰撞，而星际介质是恒星之间的非完全真空空间。大多数有害的宇宙辐射都被屏蔽在这个边界之外;IMAP将收集并分析通过的粒子，以及这个临界区域产生的其他粒子。
大卫·麦科马斯
“IMAP同时研究了当今太阳物理学中最重要的两个问题——高能粒子的加速和太阳风与星际介质的相互作用，”天体物理学教授、普林斯顿等离子体物理实验室副主任麦克马斯说。
这项耗资4.92亿美元的任务将包括一套由10个仪器组成的设备，它们将共同解决有关太阳风和星际介质的科学问题。- to complex:太阳粒子如何与星际粒子相互作用，这种相互作用如何在时空中演化?
IMAP还将收集有关日光层如何过滤宇宙射线的数据。这些粒子对宇航员和技术系统构成风险，并可能在宇宙中生命本身的存在中发挥作用。
位于华盛顿特区的美国宇航局科学任务理事会副副署长Dennis Andrucyk说，地球免受宇宙辐射的大部分保护是由于日光层。这项研究的意义可能远远超出我们在考虑将人类送入太空时对地球的影响。”
IMAP将在第一个拉格朗日点(L1)绕太阳公转100万英里，这是一个天文位置，太阳的引力与地球的引力平衡。IMAP将停留在太阳和地球之间，使一些仪器能够检测到原地的太阳风粒子，而另一些仪器则可以绘制出太阳系最远的区域。
该任务的设计目标是在头两年实现其基本目标，但它有足够的能源和消耗品在L1至少生存5年，以实现更大的科学回报。
IMAP见面
IMAP的任务包括来自美国、德国、波兰、瑞士和日本24个机构的科学家。
IMAP是一颗旋转卫星，大小和形状都和一个蹒跚学步的旋转木马差不多，直径6.5英尺，高2英尺(约200厘米x 70厘米)。所有的科学仪器将连续运行，因为它在太空中每分钟旋转四次。IMAP上的10个仪器都是“高度传承的、飞行可靠的”工具，这意味着它们与之前在一个或多个任务中成功使用的仪器非常相似。
其中三种仪器——IMAP-Lo、IMAP-Hi和IMAP-Ultra——将使用高能中性原子来“看到”来自不可见的日光层及更远处的粒子。这些传感器将在与以前任务中类似的设备相同的设施中进行校准，从而使IMAP能够根据2008年以来积累的数据集进行构建。三种IMAP仪器的分辨率更高，采集能力是前几次任务的许多倍(这三种仪器的平均分辨率分别为15倍、25倍和35倍)。
五种仪器——CoDICE、HIT、MAG、SWAPI和SWE——将测量太阳风和高能粒子的不同成分，这将有助于详细了解粒子加速，并提供有关地球太空天气的实时数据。
另外两种仪器，IDEX和GLOWS，将研究星际尘埃和紫外线辐射。
作为整个IMAP任务的首席研究员，McComas领导的团队包括来自美国、德国、波兰、瑞士和日本24个机构的科学家。他也是SWAPI仪器的首席研究员。
McComas说:“IMAP科学团队由仪器仪表、数据分析、理论和建模以及对全球日光层的理解方面的许多世界领导者组成。”IMAP的10个仪器将提供“第一个全面的原位和远程全球观测，以发现控制我们太阳系空间环境演变的基本物理过程。”
关注IMAP仪器
IMAP的10套仪器将共同解决太阳风和星际介质的科学问题。
IMAP-Lo是一个安装在枢轴平台上的单像素中性原子成像仪，将测量低能量(5-1000 eV)的氢、氦、氧、氖和氘等星际中性原子。
IMAP-Hi有两个单像素的成像仪，每旋转一颗卫星，它就会在天空中扫过一个圆圈。他们将在4°角分辨率下测量中能中性原子(0.4-15.6 keV)。
IMAP-Ultra由两台相同的成象机组成，每台成象机使用狭缝光学来覆盖整个天球的四分之三。它将以2°分辨率测量高能(3-300 keV)中性原子。
紧凑的双离子组成实验(CoDICE)将同时测量两个大能量范围离子的组成和运动，以增进我们对日光层粒子加速度的理解。
高能离子望远镜(HIT)是一种光谱仪，它将记录从氢到镍的离子的电荷、能量、方向和质量，以确定它们是来自太阳风还是星际介质。
MAG是一对相同的磁力仪，它将测量行星间的局部磁场，并对太阳风等离子体的波动和湍流提供新的见解。
太阳风电子(SWE)仪器将测量1 eV到5 keV的热电子和超热电子的三维分布。为了更好地了解太阳风的结构，为高能中性原子的测量提供背景，优化了SWE在L1位置探测太阳风电子的方法。
普林斯顿大学的大卫·麦克马斯(David McComas)是该项目的首席研究员，他设计的太阳风和拾取离子(SWAPI)仪器将测量太阳风离子以及来自星际介质的氢和氦“拾取离子”。
“星际尘埃实验”(IDEX)将首次对流经太阳系的星际尘埃颗粒的通量、大小分布和化学成分进行精确的现场测量。
全球太阳风结构(GLOWS)仪器将测量来自星际氢和氦的紫外线，提供电离、辐射压力和太阳风的测量，并允许科学家绘制出太阳风的结构。
位于马里兰州劳雷尔的约翰·霍普金斯大学应用物理实验室管理着IMAP，并正在设计、建造和操作这艘宇宙飞船。该任务是美国宇航局科学任务理事会的太阳地面探测计划的一部分，由马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心管理。