地球、月球和火星感受到巨大的太阳喷发

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2021年10月28日，太阳爆发了日冕物质抛射，规模如此之大，以至于火星和地球虽然位于太阳的相对两侧，但都接收了大量的太阳高能粒子。鸣谢:ATG、欧空局、CC BY-SA 3.0 IGO

据欧洲航天局：2021年10月28日，太阳爆发了日冕物质抛射，波及范围如此之广，以至于火星和地球虽然位于太阳的相对两侧，相距约2.5亿公里，但却接收了大量高能粒子。

这标志着首次在地球、月球和火星表面同时测量到太阳事件。这次爆发是由一个国际航天器舰队探测到的，包括欧空局的ExoMars微量气体轨道飞行器(TGO)，美国宇航局的好奇号火星车，CNSA嫦娥四号月球着陆器，美国宇航局的月球勘测轨道飞行器(LRO)，以及德国航天中心的Eu:CROPIS地球轨道飞行器。《地球物理研究快报》发表了“在三个行星表面看到的第一个地面水平增强:地球、月球和火星”。

这些对不同世界的同步测量有助于提高我们对太阳爆发影响的认识，以及行星的磁场和大气如何帮助保护宇航员免受它们的影响。

比较不同的世界

发生在2021年10月28日的事件是一个罕见的“地面水平增强”的例子。在这些事件中，来自太阳的粒子能量足以穿过环绕地球的磁泡，保护我们免受能量较低的太阳爆发的影响。这只是自20世纪40年代开始记录以来第73次地面水平的提高，自那以后再没有记录过。

由于月球和火星不会产生自己的磁场，来自太阳的粒子可以很容易地到达它们的表面，甚至与土壤相互作用产生二次辐射。但是火星确实有一层稀薄的大气层，它阻挡了大多数低能量的太阳粒子，并减缓了高能粒子的速度。

随着月球和火星成为未来人类探索的重点，了解这些太阳事件及其对人体的潜在影响极其重要。宇航员面临辐射疾病的危险。超过700毫戈瑞(吸收辐射的单位)的辐射剂量可能会通过破坏骨髓引发放射病，导致感染和内出血等症状。

如果一名宇航员受到超过10戈瑞的辐射，他们极不可能活过两个星期。1972年8月的一次太阳爆发会给月球表面的宇航员带来如此高的辐射剂量，但幸运的是，它发生在阿波罗16号和17号载人任务之间。

相比之下，在2021年10月28日的事件中，由美国宇航局的月球勘测轨道飞行器测量的月球轨道上的剂量只有31毫戈瑞。“我们对过去地面水平增强事件的计算表明，如果没有提供辐射防护，平均每5.5年就有一次事件可能超过月球上的安全剂量水平。研究10月28日事件的科学家郭京南说:“了解这些事件对未来载人登月任务至关重要。

当我们比较TGO号和好奇号探测车的测量结果时，火星大气提供的保护变得很明显:TGO测量值为9毫戈瑞，比表面检测到的0.3毫戈瑞高30倍。

欧空局的内太阳系任务太阳轨道器、SOHO和BepiColombo也受到了爆发的冲击，为研究这一太阳事件提供了更多的有利位置。

“目前，我们生活在太阳系物理学的黄金时代。欧空局从事辐射探测器研究的研究员Marco Pinto说:“行星任务中的辐射探测器，如前往水星的BepiColombo和前往木星的Juice，增加了研究太阳高能粒子加速和传播的迫切需要的覆盖范围。

保护我们的宇航员

在宇航员冒险进入太空时保护他们是欧空局一项基本而重要的任务。理解和预测强辐射事件是其中至关重要的一部分。专用仪器测量空间辐射环境，用于保护关键的空间和地面基础设施以及宇航员。如果及时得到警告，宇航员可以寻求保护，如紧身衣或洞穴中的庇护所。国际空间站目前的政策是撤退到卧室或厨房，在那里墙壁可以屏蔽辐射。



两个辐射假人将首次飞越月球，帮助保护太空旅行者免受宇宙射线和高能太阳风暴的伤害。这两个女性幽灵将在猎户座的第一次绕月任务中占据乘客座位，比任何人类以前飞得都远。安装了5600多个传感器，这对夫妇将以前所未有的精度测量宇航员在未来任务中可能暴露的辐射量。飞行测试将在美国宇航局的探索任务-1期间进行，这是一次前往月球附近并返回地球的无审查旅行。致谢:洛克希德·马丁公司

月球入口

将宇航员送上月球的Artemis计划包括一个在月球轨道上的空间站，称为Gateway。在Gateway上，三套仪器将监测月球周围的辐射环境:欧空局的欧洲辐射传感器阵列(ERSA)、美国航天局的太阳物理学环境和辐射测量实验套件(HERMES)和欧空局/JAXA内部剂量计阵列(IDA)。

这些实验将测量Gateway外部的辐射环境，同时监测距离月球表面3，000公里至70，000公里的Gateway内部的具体辐射剂量。这些测量对于更好地了解宇航员将在星际空间中经历的环境至关重要。

露娜双胞胎

太空机构也在研究防护服，以尽量减少太空辐射对身体的影响。德国航空航天中心(DLR)开发的两个相同的人体模型是Artemis I测试飞行的乘客，该测试飞行于2022年11月和12月期间飞过月球。

昵称为Helga和Zohar的人体模型是根据女性身体制作的，配备了由德国航天中心和美国航天局提供的辐射传感器。海尔格在没有保护的情况下飞行，但佐哈尔穿着一件新开发的防辐射背心覆盖着她的躯干。德国航天中心的研究人员目前正在比较Helga和Zohar测量的两个数据集。

TGO系外火星项目科学家高林·威尔森总结道:“太空辐射会对我们在整个太阳系的探索造成真正的威胁。机器人飞行任务对高水平辐射事件的测量对于准备长期载人飞行任务至关重要。多亏了像TGO号这样的太空探索任务的数据，我们可以为如何最好地保护我们的人类探险者做好准备。”