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美國國家航空航天局科學家為火星太陽風暴做好準備

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美國國家航空航天局科學家為火星太陽風暴做好準備


2012年8月31日，美國國家航空航天局的太陽動力學觀測站捕捉到了這一日冕物質拋射，它在太陽上爆發，速度超過每秒900英里，并將輻射送入太空深處 。地球的磁場保護它免受像這次這樣的太陽事件產生的輻射，而火星缺乏這種屏蔽 。NASA/GFSC/SDO
據美國宇航局噴氣推進實驗室：太陽今年將處于活動高峰期，這為研究太陽風暴和輻射如何影響這顆紅色星球上未來的宇航員提供了一個難得的機會 。
在未來的幾個月里 ， 美國國家航空航天局的兩艘火星飛船將有一個前所未有的機會來研究太陽耀斑——太陽表面的巨大爆炸——如何影響這顆紅色星球上的機器人和未來的宇航員 。
這是因為太陽正進入一個被稱為太陽活動高峰期的時期，大約每11年發生一次 。在太陽活動高峰期 ， 太陽特別容易以各種形式發脾氣，包括太陽耀斑和日冕物質拋射，將輻射發射到太空深處 。當一系列這樣的太陽事件爆發時 ， 它被稱為太陽風暴 。
地球的磁場在很大程度上保護我們的家園免受這些風暴的影響 。但火星很久以前就失去了全球磁場，這顆紅色星球更容易受到太陽高能粒子的影響 。火星上的太陽活動到底有多強烈？研究人員希望目前的太陽活動最大值能給他們一個發現的機會 。在將人類送往那里之前，航天機構需要確定宇航員需要什么樣的輻射防護 ， 以及許多其他細節 。
科羅拉多大學博爾德分校大氣與空間物理實驗室的Shannon Curry說：“對于火星表面的人類和資產來說，我們還不清楚太陽活動期間輻射的影響 ?！?。庫里是美國國家航空航天局MAVEN（火星大氣和揮發性演化）軌道飛行器的首席研究員，該軌道飛行器由位于馬里蘭州格林貝爾特的美國國家航空宇航局戈達德太空飛行中心管理 。“事實上，我很想看到今年火星上的‘大事件’——這是一個我們可以在宇航員前往火星之前更好地了解太陽輻射的大事件 ?！?br>測量上限和下限
MAVEN觀測來自火星上空的輻射、太陽粒子等 。行星稀薄的大氣層會在粒子到達表面時影響粒子的強度，而這正是美國國家航空航天局“好奇號”火星車進入的地方 。來自“好奇號輻射評估探測器”（RAD）的數據幫助科學家了解輻射是如何分解表面的碳基分子的，這一過程可能會影響古代微生物生命的跡象是否保存在那里 。該儀器還為美國國家航空航天局提供了一個想法，即宇航員通過使用洞穴、熔巖管或懸崖表面進行保護 ， 可以獲得多大程度的輻射屏蔽 。
當太陽活動發生時，科學家們會同時觀察太陽粒子的數量和它們的能量 。
RAD的首席研究員、科羅拉多州博爾德市西南研究所辦公室的Don Hassler說：“你可以有100萬個低能粒子 ， 也可以有10個高能粒子 。” ?！半m然MAVEN的儀器對低能量的儀器更敏感，但RAD是唯一一種能夠看到高能儀器的儀器 ， 這些儀器通過大氣層到達宇航員所在的表面 ?！?br>當MAVEN探測到一個大的太陽耀斑時，軌道飛行器的團隊會讓好奇號團隊知道，這樣他們就可以觀察RAD數據的變化 。這兩次任務甚至可以匯編一個時間序列，測量粒子到達火星大氣層、與之相互作用并最終撞擊火星表面時半秒的變化 。
MAVEN任務還領導了一個早期預警系統，讓其他火星航天器團隊知道輻射水平何時開始上升 。這種提醒使任務能夠關閉可能容易受到太陽耀斑影響的儀器，因為太陽耀斑會干擾電子設備和無線電通信 。
失水
除了有助于確保宇航員和航天器的安全外，研究太陽活動的最大值還可以深入了解為什么火星從數十億年前溫暖潮濕的類地世界變成今天的冰凍沙漠 。
這顆行星位于其軌道上離太陽最近的一點，這會加熱大氣層 。這可能會導致滾滾沙塵暴覆蓋地表 。有時風暴合并，成為全球性的 。
雖然火星上幾乎沒有水了——大部分是地表下和兩極的冰——但有些水仍然以蒸汽的形式在大氣中循環 ?？茖W家們想知道 ， 全球沙塵暴是否有助于噴出這種水蒸氣，將其吹到地球上空 ， 在太陽風暴期間，地球的大氣層會被剝離 。一種理論認為 ， 這一過程在億萬年中重復了足夠多次，可能解釋了火星是如何從湖泊和河流變成今天幾乎無水的 。
如果全球沙塵暴與太陽風暴同時發生 ， 這將為檢驗這一理論提供機會 ?？茖W家們尤其興奮，因為這一特殊的太陽活動高峰發生在火星上灰塵最多的季節開始時，但他們也知道全球沙塵暴是罕見的 。
關于任務
美國國家航空航天局位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心負責管理MAVEN任務 。洛克希德·馬丁太空公司建造了這艘航天器，并負責任務操作 。JPL提供導航和深空網絡支持 ?？屏_拉多大學博爾德分校大氣和空間物理實驗室負責管理科學業務以及公眾宣傳和溝通 。
“好奇號”由美國國家航空航天局噴氣推進實驗室建造，該實驗室由加州帕薩迪納的加州理工學院管理 。噴氣推進實驗室代表位于華盛頓的美國國家航空航天局科學任務局領導此次任務 。RAD研究得到了美國國家航空航天局太陽物理部門的支持，該部門是美國國家航空宇航局太陽物理系統天文臺（HSO）的一部分 。