近期，由我校承担的暗物质粒子探测卫星（以下简称暗物质卫星）有效载荷BGO（锗酸铋晶体）量能器分系统正样研制工作结束，并于5月11日成功通过载荷总体验收，保证了卫星工程的顺利进行。 

 

BGO量能器主要负责精密测量宇宙线中的高能电子和γ射线能谱，是实现暗物质卫星核心探测功能的关键分系统。据主任设计师刘树彬教授介绍，为达到国际先进指标，该BGO量能器相比国际同类探测器在尺寸上进行了突破，采用了多达14层共308个探测单元，并解决了由此带来的复杂前端电子学问题，具有质量大（占整星重量一半以上）、结构复杂、通道数庞大等特点，加上其作为空间载荷还需满足高集成度、低功耗和高可靠性等诸多要求，在物理设计和工程实现上面临极大挑战。BGO量能器的成功研制对我国首次实现此类大型空间探测装置——暗物质卫星具有重要意义。 

 

自2011年暗物质卫星立项以来，学校高度重视，依托我校国军标质量管理体系，结合航天型号任务要求，在进度管理、质量控制、条件建设等方面给予了全力保障。我校核探测与核电子学国家重点实验室作为暗物质卫星BGO量能器分系统的具体承制单位，在先进探测器、前端电子学关键技术、大容量高速数据获取与处理系统技术等方向上具备国际一流研究水平，并拥有丰富的国内重大科研装置以及国际大型探测器的合作设计与建设经验。以该实验室刘树彬教授为主任设计师，封常青、张云龙特任副研究员为副主任设计师的科研团队历经长达五年的努力，克服了航天任务难度大、质量要求高、进度压力大等重重困难，成功完成了“BGO晶体大动态范围读出”关键技术攻关，并顺利通过了方案样机、初样鉴定件和正样飞行件验收，产品关键指标经欧洲核子中心束流标定实验证实已达到国际领先水平。中科院以及相关总体单位对我校研制产品性能质量和团队严谨拼搏精神表示了多次肯定。 

 

暗物质卫星是中科院空间科学先导专项中首批确定的五颗科学实验卫星之一，也是我国科学卫星系列首发星，其科学目标为通过高空间分辨、宽能谱段观测高能电子和伽马射线寻找和研究暗物质粒子，并在宇宙射线起源和伽马射线天文学方面取得重大进展。该卫星有效载荷由塑闪阵列探测器、硅阵列探测器、BGO量能器、中子探测器等四个分系统组成，可实现迄今为止最宽的观测能段范围和最优的能量分辨率，性能指标优于国际同类探测装置。5月28日，暗物质卫星有效载荷成功完成联试，顺利交付卫星总体，为确保卫星今年年底如期发射奠定了基础。中央电视台、《人民日报》、《科技日报》等重要媒体对此进行了报道，引起了社会广泛关注。 

 

 

图1 暗物质粒子探测卫星有效载荷结构示意图 

 

 

图2 BGO量能器正样飞行件总装现场 

 

 

图3 BGO量能器正样环境试验现场 

 

相关媒体报道可见中国科学院国家空间科学中心（暗物质卫星工程总体）的汇总专栏：http://www.cssar.ac.cn/xwzx/cmsm/

 

（核探测与核电子学国家重点实验室、科研部）