科學家首次完整構建火星空間太陽高能粒子能譜

記者從中國科學院獲悉，來自中國科學技術大學、中國科學院近代物理研究所、蘭州空間技術物理研究所和德國基爾大學的科研人員利用高能粒子及輻射探測數據，結合火星大氣粒子傳輸模擬，*首次構建了火星空間完整的太陽高能粒子事件的質子能譜，*這項研究對火星空間輻射環境的監測具有重要意義。相關成果近日發表在國際學術期刊《地球物理研究快報》（Geophysical Research Letters）上。

△圖示：2022年2月15日太陽高能粒子事件同時被中國的天問一號軌道器（Tianwen-1）、歐州航天局的微量氣體軌道飛行器（TGO）、美國航空航天局的火星大氣和揮發性演化軌道器（MAVEN）以及火星表面的好奇號火星車（MSL）探測到。

太陽高能粒子事件是由太陽爆發活動產生的最具破壞性的空間天氣事件之一。事件發生期間，空間中的高能帶電粒子會突然增強，可能對在軌航天器和航天員的安全造成巨大威脅。與地球不同，火星由於缺少磁場保護且大氣稀薄，其表面更易受到高能粒子及其在火星大氣中生成的次級粒子的影響。研究太陽高能粒子事件對火星空間的影響，對未來火星探測任務中的防輻射工作具有重要影響。

本研究中，科研人員使用了多個探測器數據來構建相關質子能譜。中低能段的質子能譜由能量粒子分析儀和美國高能粒子儀提供。更高能段的質子通量是團隊結合火星表面的輻射評估探測器和火星粒子傳輸模型模擬反演得到。研究團隊通過對上述觀測和反演的能譜進行擬合，得到了此次太陽高能粒子事件在火星空間1MeV~1000MeV能量範圍內的完整質子能譜。

研究團隊利用這一完整能譜計算了此次事件在火星軌道和火星表面引發的輻射劑量，得到的結果與軌道和表面實際測量值定量相符。這一結果驗證了天問一號能量粒子分析儀數據的可靠性和火星輻射傳輸模型的精準性。該研究加深了人們對火星空間輻射環境的理解，為未來類似事件研究提供了參考，同時顯示出在火星進行連續和協同輻射監測的必要性。

（總枱央視記者 帥俊全 褚爾嘉）