The sudden exposure to energetic protons from solar energetic particle (SEP) events beyond the Earth's magnetosphere and en route to and from Mars can, in extreme cases, lead to acute radiation sickness, an impairing, mission‐endangering condition for astronauts. Timely warnings of their impending occurrence may significantly reduce radiation exposure by allowing astronauts sufficient time to move to a radiation shelter. The Relativistic Electron Alert System for Exploration (REleASE) has been developed to provide such early warnings for the Earth‐Moon system by exploiting the time difference of the arrival of SEP electrons and ions at 1 AU. This study explores the effectiveness of REleASE in a scenario that assumes a two‐element system, one placed at Earth‐Sun L1 and the other at Mars‐Sun L1. This system would exploit the Hohmann‐Parker effect, the circumstance that a spacecraft remains close to the heliospheric magnetic field lines that connect Earth and/or Mars with the Sun while in the Hohmann transfer orbit. We investigate whether the two‐element REleASE system would provide advance warnings for all phases of a mission to and from Mars. In the absence of adequate long‐term SEP measurements beyond Earth orbit, we employ 2‐D modeling of SEP injection and transport for SEP exposure scenarios, in which the best magnetic connections and thus most rapid flux increases of protons occur at exploration vehicle. We show the relative timing of alert occurrence and arrival of harmful ions at the spacecraft throughout a round‐trip human mission to Mars.

中文翻译：

---

基于两层释放系统在火星探测中的SEP模拟的预警时间分析

在极端情况下，地球磁层以外以及进出火星的太阳高能粒子（SEP）事件突然暴露出高能质子，可能会导致严重的放射病，这对宇航员来说是一种损害任务的危险状况。及时提醒他们即将发生的辐射，可以让宇航员有足够的时间移到辐射防护罩，从而大大减少辐射的暴露。相对论电子探测系统（REleASE）的开发旨在通过利用SEP电子和离子到达1 AU的时间差为地月系统提供此类预警。本研究探讨了在假设有两个元素的系统（一个放置在Earth-Sun L1上，另一个放置在Mars-Sun L1）上的情况下REleASE的有效性。该系统将利用霍曼-帕克效应，即航天器在霍曼转移轨道上仍保持连接地球和/或火星与太阳的太阳系磁场线附近的情况。我们调查两要素发布系统是否会为往返火星的任务的所有阶段提供预警。如果在地球轨道之外没有足够的长期SEP测量值，我们对SEP暴露场景采用SEP注入和运输的二维模型，在这种情况下，最佳的磁连接以及质子通量的最快速增加发生在探测车上。我们显示了在人类对火星的往返飞行过程中，警报发生和有害离子到达航天器的相对时间。在霍曼转移轨道上，航天器保持接近连接地球和/或火星与太阳的太阳系磁力线的情况。我们调查了两元素发布系统是否会为往返火星的任务的所有阶段提供预警。如果在地球轨道之外没有足够的长期SEP测量值，我们对SEP暴露场景采用SEP注入和运输的二维模型，在这种情况下，最佳磁连接和质子通量增加最快的地方是在探测车上发生的。我们显示了在人类对火星的往返飞行过程中，警报发生和有害离子到达航天器的相对时间。在霍曼转移轨道上，航天器保持接近连接地球和/或火星与太阳的太阳系磁力线的情况。我们调查了两元素发布系统是否会为往返火星的任务的所有阶段提供预警。如果在地球轨道之外没有足够的长期SEP测量值，我们对SEP暴露场景采用SEP注入和运输的二维模型，在这种情况下，最佳磁连接和质子通量增加最快的地方是在探测车上发生的。我们显示了在人类对火星的往返飞行过程中，警报发生和有害离子到达航天器的相对时间。我们调查两要素发布系统是否会为往返火星的任务的所有阶段提供预警。如果在地球轨道之外没有足够的长期SEP测量值，我们对SEP暴露场景采用SEP注入和运输的二维模型，在这种情况下，最佳磁连接和质子通量增加最快的地方是在探测车上发生的。我们显示了在人类对火星的往返飞行过程中，警报发生和有害离子到达航天器的相对时间。我们调查两要素发布系统是否会为往返火星的任务的所有阶段提供预警。如果在地球轨道之外没有足够的长期SEP测量值，我们对SEP暴露场景采用SEP注入和运输的二维模型，在这种情况下，最佳磁连接和质子通量增加最快的地方是在探测车上发生的。我们显示了在人类对火星的往返飞行过程中，警报发生和有害离子到达航天器的相对时间。其中最佳的磁性连接以及质子通量的最快增加出现在探测车上。我们显示了在人类对火星的往返飞行过程中，警报发生和有害离子到达航天器的相对时间。其中最佳的磁性连接以及质子通量的最快增加出现在探测车上。我们显示了在人类对火星的往返飞行过程中，警报发生和有害离子到达航天器的相对时间。