太阳高能粒子事件，作为太阳爆发活动中最具破坏性的空间天气现象之一，其对火星空间及火星表面的潜在影响，一直是学界关注的焦点。这一研究领域不仅关乎未来火星探测任务中的防辐射工作，更对深入探索火星环境具有重要意义。
近期，由中国科学家领导的国际合作团队在国际科学界取得了突破性进展。他们利用来自中外的高能粒子及辐射探测数据，并结合先进的火星大气粒子传输模拟技术，首次成功构建了太阳高能粒子在火星空间的完整能谱。这一成果标志着人类在火星空间辐射环境监测领域迈出了重要一步。
据悉，该研究成果由中国科学技术大学、中国科学院近代物理研究所、兰州空间技术物理研究所及德国基尔大学的科研人员共同完成，并在国际知名学术期刊《地球物理研究快报》上以封面文章的形式发表。这一成就不仅展示了中国科学家在太空探索领域的实力，也彰显了国际合作的巨大潜力。
回溯至2021年11月，中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个极为罕见的太阳高能粒子事件，该事件具有极高的流量和能量。这一事件同时被欧洲空间局的微量气体轨道飞行器、美国航空航天局的火星大气和挥发性演化轨道器以及火星表面的好奇号火星车所探测到，这是火星空间首次有如此多的探测器同时捕捉到同一个太阳高能粒子事件。
在此之前，火星大气和挥发性演化轨道器搭载的太阳高能粒子仪的探测范围仅限于能量在7兆电子伏以下的质子通量。而天问一号能量粒子分析仪则能够探测到2-100兆电子伏的质子通量，这一显著的扩展为火星空间高能质子的能量监测提供了更为全面的数据支持。在本项研究中，合作团队充分利用了多个探测器的数据，成功构建了太阳高能粒子事件的相关质子能谱，并通过对观测和反演能谱的拟合，得到了此次事件在火星空间1-1000兆电子伏能量范围内的完整质子能谱。
基于这一完整能谱，团队进一步计算了前述太阳高能粒子事件在火星轨道和火星表面引发的辐射剂量，所得结果与轨道和表面的实际测量值高度吻合。这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精准性。业内专家指出，这一研究成果将极大地加深人们对火星空间辐射环境的理解，为未来类似太阳高能粒子事件的研究提供宝贵的参考，同时也强调了在火星进行连续和协同辐射监测的重要性。
