NASA的REAL立方星仪器能够高保真测量地球辐射带中的高能粒子

为NASA相对论性电子大气损失（REAL）立方星任务开发的一款新仪器，正在提供地球辐射带中高能粒子的前所未有的测量数据。这款同样名为REAL的紧凑型仪器，能够同时测量电子落入大气层时的数量、能量和角度，这是立方星首次具备此类能力。这使得科学家能够捕捉仅持续100毫秒的快速电子损失微爆发，而此前立方星上的单方向传感器因速度太慢而无法分辨。

该仪器影响我们对范艾伦辐射带的理解，这些辐射带对地球轨道上的卫星（包括GPS和通信卫星）构成危害。外辐射带包含“杀手电子”，它们能穿透卫星屏蔽层并造成损坏。通过更好地理解这些电子如何从辐射带中损失，科学家可以改进对空间天气效应的预测。

REAL仪器于2025年7月23日发射，包含三个传感器头——低能、中能和高能——具有多个观测方向，集成在一个3U立方星中。低能头使用静电分析仪，有36个孔径和两个观测方向，可测量1 keV至40 keV的电子。中能头有五个孔径，高能头有四个，每个覆盖20度的俯仰角，使用固态探测器。它们共同测量40 keV至2 MeV的电子，时间分辨率短至20毫秒。

REAL任务由达特茅斯学院的首席研究员Robyn Millan领导，仪器科学家Thomas Sotirelis在约翰·霍普金斯大学应用物理实验室工作，该仪器在此开发。该仪器的俯仰角分辨测量能够区分沉降、准捕获和捕获电子群体，有助于确定电子散射是通过逐渐扩散还是由等离子体波驱动的快速非线性相互作用发生。

下一步将分析REAL的数据，以研究不同损失机制的相对重要性，并确定哪些波导致电子沉降。这些知识将改进辐射带动力学模型，并增强对低地球轨道卫星和宇航员的保护。