太阳爆发活动所释放的高能粒子，堪称空间天气中最具破坏性的力量之一。这些粒子在抵达火星后，可能对火星的空间环境及表面造成深远影响。正因如此，对太阳高能粒子事件的研究，对于未来火星探测任务中的辐射防护至关重要，引起了学术界的广泛关注。
近日，中国科学院近代物理研究所传来消息，由中国科学家主导的国际合作团队，在火星空间辐射环境监测领域取得了重大突破。他们利用全球范围内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，以及德国基尔大学的科研人员共同完成。相关论文已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。
据合作团队介绍，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。此次事件也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同时探测到。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只能探测到能量在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大大扩展，能够覆盖2至100兆电子伏的质子通量。这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，合作团队利用多个探测器的数据，构建了太阳高能粒子事件的质子能谱。通过对观测和反演得到的能谱进行拟合，他们成功得出了此次太阳高能粒子事件在火星空间1至1000兆电子伏能量范围内的完整质子能谱。利用这一完整能谱，团队进一步计算了此次事件在火星轨道和火星表面引发的辐射剂量，并与实际测量值进行了对比。结果显示，两者定量相符，从而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。
