中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國科學(xué)院近代物理研究所、蘭州空間技術(shù)物理研究所和德國基爾大學(xué)的科研人員首次構(gòu)建了火星空間完整的太陽高能粒子事件的質(zhì)子能譜，對火星空間輻射環(huán)境的監(jiān)測具有重要意義。近日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《地球物理研究快報(bào)》（Geophysical Research Letters）上，并被選為當(dāng)期封面文章。太陽高能粒子事件是由太陽爆發(fā)活動產(chǎn)生的最具破壞性的空間天氣事件之一。事件發(fā)生期間，空間中的高能帶電粒子突然增強(qiáng)，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，因缺少磁場保護(hù)且大氣稀薄，火星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。探討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(wù)的防輻射工作具有重要影響。2021年11月，我國研制的天問一號環(huán)繞器進(jìn)入火星科學(xué)任務(wù)軌道，其搭載的能量粒子分析儀開始探測火星空間的粒子通量。2022年2月15日，能量粒子分析儀觀測到一個流量和能量極高的太陽高能粒子事件。這是我國科學(xué)家觀測到的首個在火星表面引起輻射劑量增強(qiáng)的事件。能量粒子分析儀能夠探測2~100MeV的質(zhì)子通量，擴(kuò)充了火星空間高能質(zhì)子的能量監(jiān)測范圍，為該研究提供了數(shù)據(jù)支持。該團(tuán)隊(duì)使用多個探測器數(shù)據(jù)來構(gòu)建相關(guān)質(zhì)子能譜。中低能段的質(zhì)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(zhì)子通量是團(tuán)隊(duì)結(jié)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。研究通過對上述觀測和反演的能譜進(jìn)行擬合，得到了此次太陽高能粒子事件在火星空間1~1000MeV能量范圍內(nèi)的完整質(zhì)子能譜。進(jìn)一步，該團(tuán)隊(duì)利用這一完整能譜計(jì)算此次事件在火星軌道和火星表面引發(fā)的輻射劑量，得到的結(jié)果與軌道和表面實(shí)際測量值定量相符。這驗(yàn)證了天問一號能量粒子分析儀數(shù)據(jù)的可靠性以及火星輻射傳輸模型的精準(zhǔn)性。上述研究加深了科學(xué)家對火星空間輻射環(huán)境的認(rèn)知，為未來類似事件研究提供了參考。同時(shí)，該研究強(qiáng)調(diào)了在火星進(jìn)行連續(xù)和協(xié)同輻射監(jiān)測的必要性。研究工作得到國家自然科學(xué)基金委員會和中國科學(xué)院等的支持。論文鏈接2022年2月15日，太陽高能粒子事件同時(shí)被我國的天問一號軌道器、歐洲航天局的微量氣體軌道飛行器、美國航空航天局的火星大氣和揮發(fā)性演化軌道器以及火星表面的“好奇號”火星車探測到。