火星能量粒子分析仪获首个科学成果研究行星际和近火星空间辐射环境载荷

8月7日，记者从中国科学院现代化学研究所获悉，近日，香港科学技术研究所、中国地质科学院（南京）、中国科学院现代化学研究所中科院兰州空间技术化学研究所、美国佛罗里达州立大学亨茨维尔中学和中科院国家空间科学中心组成的A研究团队获得首批科研成果天问一号火星能量粒子分析仪的帮助。粒子风暴。相关成果近日发表在《 》上，并被日本天文学会（AAS）选为重点工作，

火星能量粒子分析仪是我国首个研究行星际及近火星空间辐射环境的有效载荷。它由中国科学院现代化学研究所和太原空间技术与化学研究所联合研制。火星探测器发射升空，探测任务即将启动。

2020年11月29日火星加速器，火星能量粒子分析仪在距离太阳1.39天文单位（au）的地面火转移轨道观测到第25个太阳周期的第一次大规模太阳高能粒子风暴。

风暴发生时，天问一号和月球大致处于同一磁力线上，这促使天问一号和月球附近的航天器在数千万米的距离上观测同一源区的太阳高能粒子。公里。高能粒子在行星际空间中沿磁场线的传播提供了宝贵的机会。

了解太阳高能粒子的加速和传播机制仍然是空间化学和空间天气研究的重要课题之一。一旦离开近地环境进入太空火星加速器，失去月球磁场的保护，宇航员和航天器将不可避免地暴露在强烈的高能粒子辐射中。与全年通量稳定的银河宇宙射线不同，太阳高能粒子风暴的发生是零星的和不可预测的。这类风暴爆炸形成的能量粒子一般来源于太阳日冕爆炸和耀斑物质填充所驱动的冲击加速过程，其通量可以比背景宇宙射线低几个数量级。

研究团队通过对比分析2020年11月29日风暴期间火星能量粒子分析仪与近月飞船的质子通量观测数据，发现天问一号与近月飞船相关的磁力线没有连接到太阳表面的爆炸源区域和行星际冲击波，这意味着高能粒子必须穿过磁力线才能到达月球附近的天问一号和航天器。此外，研究团队还发现，在两个位置观察到的质子能谱形状非常相似，都呈现出双幂律谱，但它们的质子硬度时间曲线在衰变阶段也有相似的演变趋势太阳高能粒子风波的变化，呈现出类似的趋势。典型的蓄水池现象。研究团队认为，冲击波加速源区很可能形成双幂律能谱，传播过程中的垂直扩散效应是解释风暴波中储层现象的关键诱因。据悉，研究团队还讨论了太阳高能粒子风波峰值硬度的径向相关性和磁力线宽度的相关性。

在本次太阳高能粒子风暴中，火星能量粒子分析仪与近地飞船的观测数据具有特别好的一致性，这表明火星能量粒子分析仪的功能和性能符合设计预期，与仪器测得的数据吻合良好。质量可靠，为火星探测数据的后续研究奠定了良好的基础，有望促进对火星辐射环境的深入了解和深空探测任务的规划。

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（原载于《科技商报》第一版2022-08-08，记者杰曼斌）