火星是离地球较近的行星之一,并且它有很多物理特性和地球相似,因此自古以来就一直受到人类的关注。人类对火星的观察始于16世纪初。借助光学望远镜只能对火星的轮廓特征进行观测。进入航天时期后,对火星的探测取得了重大进展。随着科学技术的不断发展,更加先进的探测器可被发往深空,使得对太阳系的起源和演化、生命的起源和演化和火星气候环境的演化的研究逐步深入。火星作为人类可达到的为数不多的星球之一,对火星的直接的探测越来越被人类所重视。20世纪末期以美国和苏联为首的航天大国掀起了火星探测的高潮。现阶段认为,火星曾经是一个有山有水的星球,气候温暖又有大气环绕。但未知的缘故使得火星变为了目前的样子。在没有全球性的磁场保护下,火星环境的能量粒子特别是中低能的粒子如何影响火星大气逃逸的研究对地球的保护具有非常重要的意义。MARS-1是我国首颗独立火星探测任务的第一颗卫星,它由一个环绕器和一个火星着陆器构成。并筹划2020年在海南文昌卫星中心发射送往太空。由于需要面对2020年的发射窗口,所以探测器研制时间非常紧迫,且在研制过程中需要克服很多深空探测所面临的难题。MARS-1的主要任务为探究火星地质地貌,火星浅表层土壤特征和水冰分布,火星表面物质结构,火星大气气候和火星内部结构。火星环绕器着眼于火星全球年的性和综合性的探测,它有七个科学载荷配置一台载荷控制器。火星能量粒子分析仪（简称EPA）是环绕器七个科学载荷之一。主要承担在地火转移轨道和火星空间环境中中低能能量粒子的测量,并绘制其通量谱。其要探测的能量粒子从电子、质子、氦离子和铁以下的重离子的通量;能量范围为:0.1 Me V³00 Me V。本论文主要围绕火星能量粒子分析仪的设计、研制、测试和定标展开,主要包括以下几部分:·为了减少探测器的重量和功耗,探测器采用了单一、紧凑型的探头设计。为了可以同时实现入射粒子的鉴别和能量测量,探测器构型选用了ΔΕ?Ε望远镜系统。粒子能损采用两种硅探测器进行分段测量。为了提高低穿透能力粒子的鉴别能力,ΔΕ选用了厚度为15μm的硅探测器。为了提高穿透能量较强的粒子的能损第二个ΔΕ探测器选用了厚度为300μm的硅,同时它也可以作为能量较低粒子的全沉积探测器。对穿透能量最强的粒子,选用了32.5 mm厚的碘化铯晶体对其进行探测。为了扩大探测器的动态范围,碘化铯荧光光子的读出选用了PD和Si PM同时读出方式的设计。同时为了完全覆盖从0.1³00 Me V的能量测量,各个探测采用了多路输出并用不同的增益电路对其进行测量。为了降低事例率和保持对稀有事件的探测概率,探测器采了两种几何因子设计,结合电子学上的分频功能使探测器可工作在最高为105 cm^-2s^-1的环境下。还采用重离子的原始数据和轻粒子能谱的混合数据结构来满足1.3kbps的数据带宽的限制。·单元组件的研制过程中利用放射源和束流测试对部分关键技术和技术难点进行了验证。放射源对硅的测试表明了可实现最低能0.1 Me V的能量测量,束流测试结果表明最高能可覆盖300 Me V。且对入射粒子具有较好的鉴别能力。·深空的温度环境远比地面要复杂的多,为了消除探测器的温度效应,保证探测器在轨工作正常,在研制过程中深入的研究了碘化铯耦合PD和碘化铯耦合Si PM的温度效应。并得到了探测器输出幅度随温度的变化关系。对碘化铯耦合PD最后采用了数值修正来消除其温度带来的影响,由于Si PM读出的温度效应非常大,为了不影响探测器的动态范围,采用了补偿Si PM电压的方式来消除碘化铯耦合Si PM的温度效应。硅探测器和反符合探测器由于温度效应较小,可不做温度修正。·为了验证探测器的性能实验过程中利用60 Me V/u的碳束轰击Be靶产生的各种次级束对探测器进行的定标。定标结果表明:探测器对270 Me V/u的氮和100 Me V的质子的能量分辨好于3%。由于实验条件的限制只对氮以下的元素进行了鉴别,其中对碳元素的质量分辨好于3%。在提高流强的条件下FPGA进行了32分频,可实现在火星环境中太阳粒子事件爆发后承受最高10⁵的计数率。且利用加速器提供的已知束流对探测器进行了刻度。得到探测器的性能参数。