太阳高能粒子事件，作为源自太阳爆发活动的最具破坏性的空间天气现象之一，其对火星空间和表面的潜在影响一直是学界关注的焦点。这一研究对于规划未来火星探测任务中的防辐射措施至关重要。
近日，由中国科学家主导的一项国际合作研究取得了突破性进展。该研究团队整合了中外高能粒子及辐射探测数据，并结合火星大气粒子传输模拟技术，成功在国际上首次构建了太阳高能粒子在火星空间的完整能谱。
这项重要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与德国基尔大学的科研人员共同完成，并在国际专业学术期刊《地球物理研究快报》上以封面文章的形式发表。
据悉，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对火星空间的粒子通量进行探测。2022年2月15日，该分析仪观测到了一个流量和能量均极高的太阳高能粒子事件。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探测到，这是火星空间首次有如此多的探测器同时观测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仅能探测到能量在7兆电子伏以下的质子通量。而天问一号能量粒子分析仪的探测范围则扩展到了2-100兆电子伏，极大地提升了火星空间高能质子能量的监测能力，为相关研究提供了宝贵的数据支持。
在本次研究中，研究团队利用多个探测器的数据，构建了太阳高能粒子事件的相关质子能谱。通过对观测和反演的能谱进行拟合，团队得到了此次太阳高能粒子事件在火星空间1-1000兆电子伏能量范围内的完整质子能谱。这一完整能谱的获取，使得研究团队能够准确计算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，计算结果与实际测量值定量相符，进一步验证了天问一号能量粒子分析仪数据的准确性和火星辐射传输模型的可靠性。
业内专家表示，这一研究成果不仅加深了人们对火星空间辐射环境的认识，也为未来类似太阳高能粒子事件的研究提供了重要参考。同时，这也凸显了在火星进行连续和协同辐射监测的紧迫性和必要性。
