我国科学家首建火星太阳高能粒子事件质子能谱
我国科研团队在火星空间辐射环境监测领域取得了重大突破。由中国科学院近代物理研究所、兰州空间技术物理研究所等机构合作完成的最新研究成果，成功构建了火星空间太阳高能粒子事件的完整质子能谱。这项成果在国际权威学术期刊《地球物理研究快报》上发表，并荣登该期封面。
太阳高能粒子事件是太阳爆发活动导致的最具破坏性的空间天气现象之一。这些事件中，高能带电粒子数量急剧增加，对在轨航天器和航天员构成重大威胁。火星由于缺乏磁场保护和稀薄的大气层，其表面更容易受到高能粒子及其在大气中产生的次级粒子的影响。因此，深入研究太阳高能粒子事件对火星空间的影响，对于未来的火星探测任务中的辐射防护至关重要。
2021年11月，我国“天问一号”环绕器成功进入火星科学任务轨道，其搭载的能量粒子分析仪（MEPA）随即开始执行火星空间粒子通量的探测任务。2022年2月15日，该分析仪观测到了一次流量和能量均极高的太阳高能粒子事件，这也是我国科学家首次观测到在火星表面引发辐射剂量增强的事件。此次事件同时被欧洲航天局的微量气体轨道飞行器（TGO）、美国航空航天局的火星大气和挥发性演化轨道器（MAVEN）以及火星表面的好奇号火星车所探测到，这在火星空间探测史上尚属首次。
值得注意的是，美国“MAVEN”轨道器搭载的太阳高能粒子仪仅能探测到能量在7电子伏特以下的质子通量，而“天问一号”的能量粒子分析仪则能够探测2至100电子伏特的质子通量，显著扩展了火星空间高能质子的能量监测范围，为本项研究提供了宝贵的数据支持。中国科学技术大学、德国基尔大学的科研人员也参与了此次研究。
研究团队利用“天问一号”能量粒子分析仪、美国高能粒子仪等多个探测器的数据，结合火星大气粒子传输模拟，首次完整地构建了太阳高能粒子在火星空间的能谱。中低能段的质子能谱由能量粒子分析仪和美国高能粒子仪提供，而更高能段的质子通量则是通过火星表面的辐射评估探测器和火星粒子传输模型模拟反演得到的。研究团队通过对观测和反演的能谱进行拟合，得出了此次太阳高能粒子事件在火星空间1至1000电子伏特能量范围内的完整质子能谱。
利用这一完整的质子能谱，研究团队计算了此次事件在火星轨道和火星表面引发的辐射剂量，发现计算结果与轨道和表面的实际测量值高度一致。这一结果不仅验证了“天问一号”能量粒子分析仪数据的可靠性，也证明了火星辐射传输模型的准确性。
