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火星探索新突破:科学家首次完整构建火星空间太阳高能粒子能谱

发布时间:2024-11-21 15:08:46来源:
中国科学院一支由来自中国科学技术大学、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顶尖科研人员组成的跨国团队,在火星空间探索领域取得了突破性进展。他们利用精密的高能粒子及辐射探测数据,并巧妙结合先进的火星大气粒子传输模拟技术,成功首次构建了火星空间内完整的太阳高能粒子事件的质子能谱。这一里程碑式的成就,不仅标志着人类对火星空间辐射环境的认知迈出了关键一步,更对未来火星探测任务中的辐射防护与安全保障具有不可估量的重要意义。

 

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,其威力不容小觑。每当这类事件发生,空间中原本平静的高能带电粒子数量会急剧增加,如同狂暴的风暴般席卷整个太阳系,对在轨运行的航天器及其搭载的航天员构成严峻挑战,甚至可能直接导致设备故障或人员伤亡。因此,准确预测并评估这类事件对火星探测任务的影响,成为了科研人员亟待解决的关键问题。

 

在本次研究中,科研团队充分发挥了多学科交叉融合的优势,整合了来自多个探测器的宝贵数据。其中,中低能段的质子能谱数据得益于能量粒子分析仪与美国高能粒子仪的精准测量,而高能段的质子能谱则通过复杂的模拟与计算得以填补,最终形成了覆盖全能量范围的质子能谱图。这一完整能谱的构建,为科研人员提供了前所未有的视角,使他们能够深入剖析太阳高能粒子事件在火星轨道及火星表面引发的辐射剂量分布特征。

 

研究团队利用这一精心构建的质子能谱,进一步计算了某次典型太阳高能粒子事件在火星轨道和火星表面可能引发的辐射剂量。令人惊喜的是,计算结果与同期轨道和表面实际测量值高度吻合,误差范围远低于预期。这一发现不仅有力验证了天问一号能量粒子分析仪数据的可靠性,更证明了火星辐射传输模型在复杂空间环境下的精准预测能力,为后续的火星探测任务提供了坚实的科学支撑。

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