天问一号火星能量粒子剖析仪首个科学效果发布 

近日，中国科学院近代物理研讨所与国内外多家单位协作，利用天问一号火星能量粒子剖析仪取得了首个科学效果，研讨评论了基于该载荷在地火搬运轨道中观测到的一个太阳高能粒子事情。这一效果日前在世界学术期刊《天体物理学杂志快报》宣布。

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，正式开启了勘探使命。

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能够在相隔数千万公里的地方观测到来自相同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传达提供了宝贵的时机。

△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的事情相关谱

剖析太阳高能粒子的加快与传达机制是空间物理和空间天气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。与通量长期稳定的银河宇宙线不同，太阳高能粒子事情在任何一个太阳活动周期内具有偶发、不行预测的特性。该事情迸发时产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过程，其通量高于布景宇宙线达几个数量级，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勘探等空间使命构成巨大威胁。

近代物理地点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检查，承认其在轨工作状况杰出。科研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进行比较验证，得到了火星能量粒子剖析仪对不同种类入射粒子的几何因子；梳理了抽样原始数据与观测在轨能谱的关系，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可靠性。

以高质量的质子通量数据为根底，近代物理所与澳门科技大学、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开展了能量粒子的加快和传达机制的物理研讨。

通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表面的迸发源区和行星际激波，这意味着高能粒子必须跨过磁力线才干抵达天问一号和地球邻近航天器。另外，研讨还发现两个位置处观测到的质子能谱形状非常类似，均表现为双幂律谱，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。研讨认为，双幂律能谱很可能是在激波加快源区产生，而传达过程中的笔直扩散效应是解释该事情中蓄水池现象的关键因素。此外，研讨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具有非常好的一致性，这表明火星能量粒子剖析仪仪器功能与性能均契合规划预期，仪器测得的数据质量可靠，为后续环火星勘探数据的研讨奠定了杰出的根底，有望协助科学家更好地了解火星辐射环境以及规划深空勘探使命。