NASA太阳轨道飞行器观察火星在史诗级太阳风暴中的表现
除了产生令人惊叹的极光之外，最近的一场极端风暴还提供了更多细节，说明未来的宇航员在红色星球上可能会遇到多少辐射。美国国家航空航天局的漫游车和轨道器观测到了严重的太阳耀斑和日冕物质抛射，5 月 20 日，X12太阳耀斑袭击了火星。
最近的一次极端太阳风暴为了解火星上的辐射情况提供了宝贵的信息，这对未来的宇航员任务至关重要。高能粒子对火星车和轨道器造成了视觉干扰，而美国宇航局的 MAVEN 则捕捉到了由此产生的极光。图片来源：NASA/科罗拉多大学/LASP
这次事件对宇航员造成了潜在的辐射剂量，并对火星设备造成了视觉干扰。这些观测数据将有助于规划辐射防护和未来的飞行任务，包括即将进行的ESCAPADE飞行任务。
自从今年早些时候太阳进入被称为"太阳极大期"的活动高峰期以来，火星科学家们就一直在期待着史诗般的太阳风暴。在过去的一个月里，美国国家航空航天局的火星探测器和轨道飞行器为研究人员提供了前排座位，让他们看到了一系列到达火星的太阳耀斑和日冕物质抛射--在某些情况下，甚至引起了火星极光。
这场科学盛宴提供了一个前所未有的机会，让我们研究这类事件在深空是如何发生的，以及第一批登上火星的宇航员可能会受到多少辐射。
最大的事件发生在 5 月 20 日，根据欧洲航天局（ESA）和美国国家航空航天局（NASA）的联合任务--太阳轨道飞行器（Solar Orbiter）的数据，后来估计这次太阳耀斑为 X12 级（X 级太阳耀斑是几种类型中最强的）。耀斑向红色星球发出了 X 射线和伽马射线，而随后的日冕物质抛射则发射了带电粒子。耀斑发出的 X 射线和伽马射线以光速移动，首先到达火星，而带电粒子则稍稍落后，仅用了几十分钟就到达了火星。
这个场景中的斑点是由太阳风暴中的带电粒子撞击美国宇航局好奇号火星探测器上的相机造成的。好奇号使用导航相机试图捕捉沙尘暴和阵风的图像，就像这里看到的一样。图片来源：NASA/JPL-Caltech
火星上的辐射暴露
位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心月球到火星空间天气分析办公室的分析人员密切跟踪了正在发生的空间天气。
如果宇航员当时站在美国宇航局"好奇号"火星车旁边，他们将受到 8100 微格瑞的辐射剂量--相当于 30 次胸部 X 射线照射。虽然这并不致命，但却是好奇号的辐射评估探测器（RAD）自 12 年前着陆以来测得的最大辐射量。
就在太阳风暴的粒子抵达火星表面时，美国宇航局的好奇号火星探测器使用其一台导航相机捕捉到了黑白条纹和斑点。这些视觉伪影是由撞击相机图像探测器的高能粒子造成的。图片来源：NASA/JPL-Caltech
规划未来任务
RAD 的数据将帮助科学家为宇航员可能遇到的最高辐射水平制定计划，宇航员可以利用火星地貌进行防护。
"悬崖或熔岩管将为宇航员提供额外的屏蔽，使其免受此类事件的影响。在火星轨道或深空，剂量率将大大增加，"RAD 的首席研究员、科罗拉多州博尔德市西南研究所太阳系科学与探索部的 Don Hassler 说。"如果太阳上的这一活跃区域继续爆发，意味着未来几周地球和火星上将出现更多的太阳风暴，我也不会感到惊讶"。
在5月20日的事件中，风暴产生的大量能量撞击了地球表面，好奇号导航相机拍摄的黑白图像上出现了"雪花"--带电粒子撞击相机产生的白色条纹和斑点。
同样，美国宇航局 2001 年火星奥德赛号轨道飞行器用于定位的星形照相机也被太阳粒子的能量淹没，瞬间熄灭。(奥德赛号有其他方法来确定方向，并在一小时内恢复了照相机）。即使星形照相机短暂失灵，轨道器仍利用其高能中子探测器收集了有关X射线、伽马射线和带电粒子的重要数据。
这并不是奥德赛号第一次遭遇太阳耀斑：2003 年，一个太阳耀斑产生的太阳粒子最终被估计为 X45，炸毁了奥德赛的辐射探测器，而该探测器就是用来测量此类事件的。
动画中的紫色显示的是美国宇航局 MAVEN（火星大气与挥发演化）轨道飞行器上的成像紫外分光仪探测到的火星夜景中的极光。紫色越亮，极光越多。这些图像是在太阳风暴的高能粒子波到达火星时拍摄的，序列在最后停顿了一下，当时高能粒子波到达时产生的噪音使仪器不堪重负。MAVEN 在 2024 年 5 月 14 日至 20 日期间拍摄了这些图像，当时航天器在火星下方运行，仰望火星的夜景（右侧可以看到火星的南极，阳光充足）。图片来源：美国国家航空航天局/科罗拉多大学/LASP
火星上空的极光
在"好奇号"的高空，NASA 的MAVEN（火星大气与挥发物演化）轨道飞行器捕捉到了近期太阳活动的另一个影响：火星上空的极光。这些极光的出现方式与在地球上看到的不同。
我们的地球被强大的磁场屏蔽了带电粒子，这通常会将极光限制在两极附近的区域。(太阳最大值是最近出现的极光的原因，最南端的阿拉巴马州也能看到极光）。火星在远古时期就失去了内部产生的磁场，因此无法抵御高能粒子的袭击。当带电粒子撞击火星大气层时，极光就会席卷整个火星。
在太阳活动期间，太阳会释放各种高能粒子。只有能量最高的粒子才能到达地表，由 RAD 测量。能量稍低的粒子，也就是那些会引起极光的粒子，会被 MAVEN 的太阳高能粒子仪器感应到。
科学家们可以利用该仪器的数据重建太阳粒子呼啸而过的每一分钟的时间轴，细致地分析这一事件是如何演变的。
MAVEN空间气象负责人、加州大学伯克利分校空间科学实验室的克里斯蒂娜-李说："这是MAVEN所见过的最大的太阳高能粒子事件。过去几周发生了几次太阳活动，因此我们看到一波又一波的粒子撞击火星。"
前往火星的新航天器
美国国家航空航天局（NASA）宇宙飞船提供的数据不仅有助于未来前往红色星球的行星任务。美国宇航局的其他太阳物理学任务，包括旅行者号、帕克太阳探测器和即将进行的ESCAPADE（逃逸和等离子体加速与动力学探索者）任务正在收集大量信息，而这些数据也为这些任务做出了贡献。
ESCAPADE的两颗小卫星将于2024年底发射，它们将围绕火星运行，从独特的双重视角观测空间天气，比MAVEN目前单独测量的数据更加详细。
编译来源：ScitechDaily
最近的一次极端太阳风暴为了解火星上的辐射情况提供了宝贵的信息，这对未来的宇航员任务至关重要。高能粒子对火星车和轨道器造成了视觉干扰，而美国宇航局的 MAVEN 则捕捉到了由此产生的极光。图片来源：NASA/科罗拉多大学/LASP
这次事件对宇航员造成了潜在的辐射剂量，并对火星设备造成了视觉干扰。这些观测数据将有助于规划辐射防护和未来的飞行任务，包括即将进行的ESCAPADE飞行任务。
自从今年早些时候太阳进入被称为"太阳极大期"的活动高峰期以来，火星科学家们就一直在期待着史诗般的太阳风暴。在过去的一个月里，美国国家航空航天局的火星探测器和轨道飞行器为研究人员提供了前排座位，让他们看到了一系列到达火星的太阳耀斑和日冕物质抛射--在某些情况下，甚至引起了火星极光。
这场科学盛宴提供了一个前所未有的机会，让我们研究这类事件在深空是如何发生的，以及第一批登上火星的宇航员可能会受到多少辐射。
最大的事件发生在 5 月 20 日，根据欧洲航天局（ESA）和美国国家航空航天局（NASA）的联合任务--太阳轨道飞行器（Solar Orbiter）的数据，后来估计这次太阳耀斑为 X12 级（X 级太阳耀斑是几种类型中最强的）。耀斑向红色星球发出了 X 射线和伽马射线，而随后的日冕物质抛射则发射了带电粒子。耀斑发出的 X 射线和伽马射线以光速移动，首先到达火星，而带电粒子则稍稍落后，仅用了几十分钟就到达了火星。
这个场景中的斑点是由太阳风暴中的带电粒子撞击美国宇航局好奇号火星探测器上的相机造成的。好奇号使用导航相机试图捕捉沙尘暴和阵风的图像，就像这里看到的一样。图片来源：NASA/JPL-Caltech
火星上的辐射暴露
位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心月球到火星空间天气分析办公室的分析人员密切跟踪了正在发生的空间天气。
如果宇航员当时站在美国宇航局"好奇号"火星车旁边，他们将受到 8100 微格瑞的辐射剂量--相当于 30 次胸部 X 射线照射。虽然这并不致命，但却是好奇号的辐射评估探测器（RAD）自 12 年前着陆以来测得的最大辐射量。
就在太阳风暴的粒子抵达火星表面时，美国宇航局的好奇号火星探测器使用其一台导航相机捕捉到了黑白条纹和斑点。这些视觉伪影是由撞击相机图像探测器的高能粒子造成的。图片来源：NASA/JPL-Caltech
规划未来任务
RAD 的数据将帮助科学家为宇航员可能遇到的最高辐射水平制定计划，宇航员可以利用火星地貌进行防护。
"悬崖或熔岩管将为宇航员提供额外的屏蔽，使其免受此类事件的影响。在火星轨道或深空，剂量率将大大增加，"RAD 的首席研究员、科罗拉多州博尔德市西南研究所太阳系科学与探索部的 Don Hassler 说。"如果太阳上的这一活跃区域继续爆发，意味着未来几周地球和火星上将出现更多的太阳风暴，我也不会感到惊讶"。
在5月20日的事件中，风暴产生的大量能量撞击了地球表面，好奇号导航相机拍摄的黑白图像上出现了"雪花"--带电粒子撞击相机产生的白色条纹和斑点。
同样，美国宇航局 2001 年火星奥德赛号轨道飞行器用于定位的星形照相机也被太阳粒子的能量淹没，瞬间熄灭。(奥德赛号有其他方法来确定方向，并在一小时内恢复了照相机）。即使星形照相机短暂失灵，轨道器仍利用其高能中子探测器收集了有关X射线、伽马射线和带电粒子的重要数据。
这并不是奥德赛号第一次遭遇太阳耀斑：2003 年，一个太阳耀斑产生的太阳粒子最终被估计为 X45，炸毁了奥德赛的辐射探测器，而该探测器就是用来测量此类事件的。
动画中的紫色显示的是美国宇航局 MAVEN（火星大气与挥发演化）轨道飞行器上的成像紫外分光仪探测到的火星夜景中的极光。紫色越亮，极光越多。这些图像是在太阳风暴的高能粒子波到达火星时拍摄的，序列在最后停顿了一下，当时高能粒子波到达时产生的噪音使仪器不堪重负。MAVEN 在 2024 年 5 月 14 日至 20 日期间拍摄了这些图像，当时航天器在火星下方运行，仰望火星的夜景（右侧可以看到火星的南极，阳光充足）。图片来源：美国国家航空航天局/科罗拉多大学/LASP
火星上空的极光
在"好奇号"的高空，NASA 的MAVEN（火星大气与挥发物演化）轨道飞行器捕捉到了近期太阳活动的另一个影响：火星上空的极光。这些极光的出现方式与在地球上看到的不同。
我们的地球被强大的磁场屏蔽了带电粒子，这通常会将极光限制在两极附近的区域。(太阳最大值是最近出现的极光的原因，最南端的阿拉巴马州也能看到极光）。火星在远古时期就失去了内部产生的磁场，因此无法抵御高能粒子的袭击。当带电粒子撞击火星大气层时，极光就会席卷整个火星。
在太阳活动期间，太阳会释放各种高能粒子。只有能量最高的粒子才能到达地表，由 RAD 测量。能量稍低的粒子，也就是那些会引起极光的粒子，会被 MAVEN 的太阳高能粒子仪器感应到。
科学家们可以利用该仪器的数据重建太阳粒子呼啸而过的每一分钟的时间轴，细致地分析这一事件是如何演变的。
MAVEN空间气象负责人、加州大学伯克利分校空间科学实验室的克里斯蒂娜-李说："这是MAVEN所见过的最大的太阳高能粒子事件。过去几周发生了几次太阳活动，因此我们看到一波又一波的粒子撞击火星。"
前往火星的新航天器
美国国家航空航天局（NASA）宇宙飞船提供的数据不仅有助于未来前往红色星球的行星任务。美国宇航局的其他太阳物理学任务，包括旅行者号、帕克太阳探测器和即将进行的ESCAPADE（逃逸和等离子体加速与动力学探索者）任务正在收集大量信息，而这些数据也为这些任务做出了贡献。
ESCAPADE的两颗小卫星将于2024年底发射，它们将围绕火星运行，从独特的双重视角观测空间天气，比MAVEN目前单独测量的数据更加详细。
编译来源：ScitechDaily
