Китайский орбитальный аппарат Tianwen-1 и международные миссии раскрыли секреты радиационной обстановки на Марсе

23.11.2024 22:15:00 | iXBT.com

Учёные построили полный энергетический спектр протонов, наблюдавшийся во время солнечной вспышки в марсианском пространстве, что значительно углубляет понимание радиационной обстановки вокруг Марса. Исследование было проведено совместными усилиями исследователей из Университета науки и технологий Китая, Института современной физики (IMP) Китайской академии наук (CAS), Института физики Ланьчжоу, Кильского университета в Германии и опубликовано в журнале Geophysical Research Letters в качестве заглавной статьи.

События солнечных энергетических частиц (SEP), вызванные солнечными извержениями, являются одними из самых разрушительных явлений космической погоды. Они представляют значительную угрозу безопасности космических кораблей и астронавтов из-за внезапного увеличения потока высокоэнергетических заряженных частиц в космосе. Марс, не имеющий защитного магнитного поля и обладающий очень тонкой атмосферой, особенно уязвим для частиц высокой энергии и вторичных частиц. Поэтому изучение воздействия событий SEP на Марс имеет важное значение для радиационной защиты в будущих миссиях по исследованию Марса.

Источник: DALL-E

В ноябре 2021 года китайский орбитальный аппарат Tianwen-1 начал свою миссию вокруг Марса, используя анализатор частиц Mars Energy Particle Analyzer (MEPA) для измерения потока частиц в широком диапазоне энергий от 2 до 100 МэВ. 15 февраля 2022 года MEPA зарегистрировала событие SEP с исключительно высокой интенсивностью и энергией, которое также было обнаружено Trace Gas Orbiter (TGO) Европейского космического агентства, Mars Atmosphere and Volatile Evolution Orbiter (MAVEN) NASA и марсоходом Curiosity на поверхности Марса. Это первое событие SEP, зафиксированное таким количеством различных детекторов излучения и частиц на Марсе.

Исследователи использовали данные с нескольких детекторов для построения энергетических спектров протонов. Спектры протонов низкой и средней энергии были предоставлены Tianwen-1 и MAVEN, а поток протонов высокой энергии был получен путём объединения наблюдений с марсохода Curiosity с моделированием переноса частиц в марсианской атмосфере. В результате был построен полный энергетический спектр протонов события SEP, охватывающий диапазон от 1 до 1000 МэВ.

Наблюдаемые энергетические спектры и реконструированные спектры протонов 1-1000 МэВ из SPE 15 февраля 2022 г. Источник: Geophysical Research Letters (2024). DOI: 10.1029/2024GL111775

Используя этот спектр, исследователи рассчитали дозу радиации, вызванную событием на марсианской орбите и на поверхности Марса, что соответствует фактическим измерениям дозы. Этот результат подтверждает надёжность данных Tianwen-1 MEPA и точность модели переноса марсианской радиации.

Данное исследование предоставляет ценную информацию для будущих исследований подобных явлений космической погоды и подчёркивает необходимость непрерывного и скоординированного мониторинга радиации на Марсе для обеспечения безопасности будущих миссий.

Подробнее