中科院近代物理研讨所网站音讯，近期，中国科学院近代物理研讨所同国表里多家单位协作者组成的研讨团队运用天问一号火星能量粒子剖析仪取得了首个科学效果，研讨评论了根据该载荷在地火搬运轨迹中观测到的一个太阳高能粒子事情。相关结果于7月26日宣布在世界威望期刊《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）上，并被美国地理学会（AAS）选为亮点作业，以“Caught in a Solar Storm on the Way to Mars”为题进行了专题报道。

  火星能量粒子剖析仪是我国首个用于研讨行星际和近火星空间辐射环境的载荷，由近代物理所和兰州空间技术物理研讨所联合研发，于2020年7月搭载在天问一号火星勘探器上发射升空，正式敞开了勘探使命。

  2020年11月29日，火星能量粒子剖析仪在地火搬运轨迹距太阳1.39地理单位（au）处，观测到第25个太阳活动周期的首个大型径向散布的太阳高能粒子事情。事情发生时，天问一号与地球近似处于同一根磁力线上，这使得天问一号和地球邻近航天器可以在相隔数千万公里的当地观测到来自相同源区的太阳高能粒子，为研讨太阳高能粒子沿磁力线内行星际空间的传达供给了一个名贵的时机。

  了解太阳高能粒子的加快与传达机制一直是空间物理和空间气候研讨的重要课题之一。一旦离开近地环境进入太空、失掉地球磁场的维护，宇航员及航天器就必定暴露在激烈的高能粒子辐射之中。与通量长时刻安稳的银河宇宙线不同，太阳高能粒子事情在任何一个太阳活动周期内具有偶发、不行猜测的特性。该事情迸发时发生的能量粒子一般起源于太阳耀斑迸发和日冕物质抛射驱动的激波加快进程，其通量高于布景宇宙线达几个数量级，不仅对行星际和近地空间辐射环境带来十分大影响，也对载人航天和深空勘探等空间使命构成巨大要挟。

  近代物理所科研人员在取得回传的数据资料后，对火星能量粒子剖析仪的工况进行了查看，承认其在轨作业状况杰出。研讨人员构建了仿真软件，运用模仿数据对回传的抽样原始数据刻度计算结果作比较验证，得到了火星能量粒子剖析仪对不一样的品种入射粒子的几许因子；一起，梳理了抽样原始数据与观测在轨能谱的联系，建立了一套完好的数据剖析处理办法，保证了科学勘探数据质量的牢靠性。

  以高质量的质子通量数据为根底，近代物理所科研人员与澳门科技大学、中国地质大学、兰州空间技术物理研讨所、中国科学技术大学、美国阿拉巴马大学亨茨维尔分校和中科院国家空间科学中心研讨人员协作，结合地球邻近航天器的观测数据，环绕此次太阳高能粒子事情展开了能量粒子的加快和传达机制的物理研讨。

  经过比较火星能量粒子剖析仪与近地航天器的质子通量数据，研讨团队发现天问一号和地球邻近航天器相关的磁力线并没有连接到太阳外表的迸发源区和行星际激波，这在某种程度上预示着高能粒子有必要跨过磁力线才干抵达天问一号和地球邻近航天器。别的，研讨团队还发现两个方位处观测到的质子能谱形状十分类似，均表现为双幂律谱，而且它们的质子强度时刻曲线在太阳高能粒子事情衰减阶段也有着类似的演化趋势，呈现出典型的蓄水池现象。研讨团队以为，双幂律能谱很可能是在激波加快源区发生，而传达进程中的笔直分散效应是解说该事情中蓄水池现象的重要的条件。此外，研讨团队还评论了太阳高能粒子事情峰值强度的径向相关性和磁力线长度相关性等。

  在此次太阳高能粒子事情中，火星能量粒子剖析仪与近地航天器观测数据有很好的一致性，这表明火星能量粒子剖析仪仪器功能与功能均符合规划预期，仪器测得的数据质量定心牢靠，为后续环火星勘探数据的研讨奠定了杰出根底，有望协助人们更好地了解火星辐射环境和规划深空勘探使命。

  图1：天问一号搭载的火星能量粒子剖析仪观测到的太阳高能粒子事情事情相关谱。（图/张永杰）

  图2：事情迸发时天问一号（灰色点）、火星（红点）、地球（蓝点）以及其它航天器的相对方位。（图源/《天体物理学杂志快报》）

  图3: SOHO卫星和火星能量粒子剖析仪在附近能道上观测到质子时刻强度曲线的比照。（图源/《天体物理学杂志快报》）