2024年5月，一场被认为是地球20多年来记录的最大太阳风暴的强烈太阳活动，不仅在地球触发了大气层显著响应并带来远至墨西哥南部可见的极光，也同步影响了火星。

欧洲航天局表示，当时其两颗在轨火星探测器——“火星快车号”（Mars Express）与ExoMars“追踪气体轨道器”（Trace Gas Orbiter，TGO）处于有利观测位置。TGO搭载的辐射监测仪在64小时内测得的辐射剂量，相当于约200个“正常”日的水平。

一项发表在《自然通讯》（Nature Communications）的研究进一步披露了此次太阳超级风暴对火星上层大气与在轨设备的影响。欧洲航天局研究员、论文第一作者雅各布·帕罗特（Jakub Parrot）称，风暴期间火星上层大气“被电子淹没”，这是团队在火星观测到的“对太阳风暴最大反应”。

研究指出，火星大气中两个不同高度层的电子数量出现显著增加：在约110公里高度上升45%，在约130公里高度上升278%。研究团队称，这是在火星该大气层观测到的最高电子数量纪录。

除大气响应外，风暴还导致两颗轨道器出现计算机错误。帕罗特表示，这类情况属于空间天气带来的典型风险，原因在于相关粒子能量高且难以预测；不过航天器在设计时已考虑辐射环境，采用抗辐射组件以及专门的错误检测与修复系统，因此设备很快恢复。

为研究此次事件，研究团队采用了欧洲航天局正在推进的一项观测方法——无线电掩星技术。具体做法是：在TGO即将从火星地平线“消失”时，“火星快车号”向TGO发射无线电信号；随着信号穿过火星大气不同层并发生折射，轨道器接收后的信号可用于反演各层大气信息。研究人员同时使用美国国家航空航天局（NASA）MAVEN任务的观测数据对电子密度结果进行确认。

欧洲航天局“火星快车号”和TGO项目科学家、论文合著者科林·威尔逊（Colin Wilson）表示，无线电掩星技术已用于太阳系探测数十年，但以往多为航天器向地球发射信号；近五年来，才开始在火星上更系统地使用“两航天器之间”的无线电掩星方式，例如在“火星快车号”和TGO之间开展观测。欧洲航天局称，该机构在地球任务中已常规使用轨道器间无线电掩星技术，并计划在未来行星任务中更频繁采用。

研究还对比了此次超级风暴在地球与火星上的不同表现。研究人员指出，地球磁场对太阳风暴粒子具有屏蔽与引导作用，使上层大气反应相对温和，并将部分粒子导向两极形成极光；而火星缺乏类似的全球性磁场屏障，相关过程与影响呈现不同特征。

论文称，团队在一次大型太阳耀斑袭击火星后约10分钟内，利用上述新技术完成观测，时机较为罕见。研究人员还捕捉到同一风暴中三次太阳事件的后续影响，分别涉及一次辐射耀斑、一次高能粒子爆发，以及一次日冕物质抛射（CME）。这些事件共同向火星释放高速、带电且磁化的等离子体与X射线；当其冲击火星上层大气时，与中性原子碰撞并剥离电子，导致该区域电子与带电粒子显著增多。

威尔逊表示，相关结果有助于理解太阳风暴如何向火星大气注入能量与粒子。研究同时指出，上层大气电子含量升高也会影响无线电信号在空间中的传播：若火星上层大气充满电子，可能对通过雷达探测火星表面的信号造成阻碍，这将成为任务规划中的重要考量因素。