天问一号火星能量粒子分析仪首个科学成果发布

最近几天，中国科学院近代物理研究所与国内外多家单位合作，利用田文一号火星能量粒子分析仪取得了首项科学成果，并基于该载荷对在地火转移轨道观测到的一次太阳高能粒子事件进行了研究和讨论这一成果最近几天发表在国际学术期刊《天体物理学杂志快报》上

火星能量粒子分析仪是中国第一个研究行星际和近火星空间辐射环境的有效载荷由近代物理研究所和兰州空间技术物理研究所联合研制它于7元7月搭载田文一号火星探测器《捉鬼敢死队3》升空，正式开始了探测任务

29元11元《捉鬼敢死队3》上，火星能量粒子分析仪在距离地火转移轨道1.39天文单位处，观测到第三个太阳活动周期的第一次大规模放射状分布的太阳高能粒子事件事件发生时，田文一号与地球大致处于同一磁力线上，这使得田文一号和地球附近的航天器能够观测到来自相隔数千万公里的同一源区的太阳高能粒子，为探索太阳高能粒子沿磁力线在行星际空间的传播提供了宝贵的机会

田文一号火星能量粒子分析仪观测到的太阳高能粒子事件相关谱

分析太阳高能粒子的加速和传播机制是空间物理和空间天气研究的重要课题之一一旦离开近地环境进入太空，失去地球磁场的保护，宇航员和航天器将不可避免地受到强烈的高能粒子辐射与通量长期稳定的银河宇宙线不同，太阳高能粒子事件在任何太阳活动周期中都具有偶然性和不可预测性的特点

获得返回数据后，近代物理研究所检查了火星能量粒子分析仪的工作状况，确认其在轨工作状况良好研究人员搭建了模拟软件，利用模拟数据对比验证了返回的采样原始数据的定标计算结果，并通过火星能量粒子分析仪获得了不同种类入射粒子的几何因子梳理采样原始数据与观测在轨能谱之间的关系，建立一套完整的数据分析处理方法，确保科学探测数据质量的可靠性

在高质量质子通量数据的基础上，近代物理研究所与澳门科技大学，中国地质大学，中国科学技术大学兰州空间技术物理研究所，美国阿拉巴马大学亨茨维尔分校，中国科学院国家空间科学中心合作，结合近地航天器观测数据，围绕这次太阳高能粒子事件，开展了能量粒子加速和传播机制的物理研究。

通过比较火星能量粒子分析仪和近地航天器的质子通量数据，发现与田文一号和近地航天器相关的磁力线与太阳表面的爆发源和行星际冲击波没有联系，这意味着高能粒子必须穿过磁力线才能到达田文一号和近地航天器此外，还发现两个位置观测到的质子能谱形状非常相似，都是幂律谱，其质子强度—时间曲线在太阳高能粒子事件的衰变阶段也有相似的演化趋势，表现出典型的水库现象认为双幂律能谱很可能产生于冲击波加速源区，传播过程中的垂直扩散效应是解释此次事件中水库现象的关键因素此外，还讨论了太阳高能粒子事件峰值强度的径向关联和磁力线长度的关联

在此次太阳高能粒子事件中，火星能量粒子分析仪与近地航天器的观测数据非常一致，表明火星能量粒子分析仪的功能和性能符合设计预期，仪器测得的数据质量可靠，为火星探测数据的后续研究奠定了良好的基础，有望帮助科学家更好地了解火星的辐射环境，规划深空探测任务。