克日，中国科学院近代物理研究所与国表里多家单位相助，利用天问一号火星能量粒子分析仪得到了首个科学效果，研究讨论了基于该载荷在地火转移轨道中观测到的一个太阳高能粒子变乱。这一效果日前在国际学术期刊《天体物理学杂志快报》发表。
火星能量粒子分析仪是我国首个用于研究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能物理研究所团结研制，于2020年7月搭载在天问一号火星探测器上发射升空，正式开启了探测任务。
2020年11月29日，火星能量粒子分析仪在地火转移轨道距太阳1.39天文单位处，观测到第25个太阳活动周期的首个大型径向分布的太阳高能粒子变乱。变乱发生时，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附近航天器可以大概在相隔数千万公里的地方观测到来自类似源区的太阳高能粒子，为探究太阳高能粒子沿磁力线在行星际空间的流传提供了宝贵的机会。
分析太阳高能粒子的加快与流传机制是空间物理和空间气候研究的紧张课题之一。一旦脱离近地环境进入太空、失去地球磁场的掩护，宇航员及航天器就一定袒露在剧烈的高能粒子辐射之中。与通量恒久稳固的银河宇宙线差别，太阳高能粒子变乱在任何一个太阳活动周期内具有偶发、不可推测的特性。该变乱发作时产生的能量粒子通常开端于太阳耀斑发作和日冕物质抛射驱动的激波加快过程，其通量高于配景宇宙线达几个数目级，对行星际和近地空间辐射环境带来巨大影响，并对载人航天和深空探测等空间任务构成巨大威胁。
近代物理所在得到回传的数据资料后，对火星能量粒子分析仪的工况举行了查抄，确认其在轨工作状态良好。科研职员构建了仿真软件，利用模仿数据对回传的抽样原始数据刻度盘算效果举行比力验证，得到了火星能量粒子分析仪对差别种类入射粒子的多少因子；梳理了抽样原始数据与观测在轨能谱的关系，创建了一套完备的数据分析处理惩罚方法，确保了科学探测数据质量的可靠性。
以高质量的质子通量数据为底子，近代物理所与澳门科技大学、中国地质大学、兰州空间技能物理研究所、中国科学技能大学、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相助，联合地球附近航天器的观测数据，围绕此次太阳高能粒子变乱开展了能量粒子的加快和流传机制的物理研究。
通过比力火星能量粒子分析仪与近地航天器的质子通量数据，研究发现天问一号和地球附近航天器关联的磁力线并没有毗连到太阳外貌的发作源区和行星际激波，这意味着高能粒子必须超过磁力线才华到达天问一号和地球附近航天器。别的，研究还发现两个位置处观测到的质子能谱外形非常相似，均体现为双幂律谱，且它们的质子强度时间曲线在太阳高能粒子变乱衰减阶段也有着相似的演化趋势，出现出典范的蓄水池征象。研究以为，双幂律能谱很大概是在激波加快源区产生，而流传过程中的垂直扩散效应是表明该变乱中蓄水池征象的关键因素。别的，研究还讨论了太阳高能粒子变乱峰值强度的径向干系性和磁力线长度干系性等。
在此次太阳高能粒子变乱中，火星能量粒子分析仪与近地航天器观测数据具有非常好的同等性，这表明火星能量粒子分析仪仪器功能与性能均符合计划预期，仪器测得的数据质量可靠，为后续环火星探测数据的研究奠基了良好的底子，有望资助科学家更好地相识火星辐射环境以及规划深空探测任务。
（总台央视记者 帅俊全） |
