Вчені NASA відстежують сонячні бурі на Марсі

Цього року Сонце досягає піка своєї 11-річної циклічної активності, надаючи вченим рідкісну можливість детально вивчити вплив потужних сонячних бур та радіаційних викидів на майбутні пілотовані місії до Марса.

Найближчими місяцями два марсіанські зонди NASA — орбітальний апарат MAVEN (Марсіанська атмосфера і нестабільна еволюція) і марсохід Curiosity — працюватимуть у тандемі, досліджуючи, як інтенсивні сонячні спалахи класу X та викиди високоенергетичних частинок можуть вплинути на роботизовану техніку і майбутніх марсіанських поселенців.

Період сонячного максимуму, який відбувається кожні 11 років, характеризується підвищеною спалахової активності на Сонці. У цей час наша зірка викидає в космос потужні потоки випромінювання та плазми, корональних викидів маси та радіаційних бур.

На Землі потужне магнітне поле ефективно захищає планету та її мешканців від руйнівного впливу цих космічних катаклізмів. Однак Марс протягом мільярдів років втратив своє глобальне магнітне поле, що робить його поверхню набагато вразливішою для радіаційного впливу Сонця. Вчені сподіваються отримати відповідь — наскільки небезпечними можуть бути сильні сонячні бурі для мешканців Червоної планети, вивчаючи дані під час нинішнього циклу максимальної сонячної активності.

«Щодо людей та об’єктів на марсіанській поверхні, у нас немає чіткого уявлення про те, як сонячна радіація може вплинути на них під час періодів високої активності. Перш ніж відправляти астронавтів на Марс, космічним агентствам важливо визначити необхідний рівень радіаційного захисту. Мені хотілося б зафіксувати потужний спалах або викид на Марсі цього року, щоб ми могли вивчити сонячну радіацію в деталях», — пояснює Шеннон Каррі з Університету Колорадо, головний дослідник орбітального апарату MAVEN.

MAVEN кружляє орбітою навколо Марса, спостерігаючи за потоками сонячних частинок, радіацією та іншими процесами у верхніх шарах розрідженої марсіанської атмосфери. Однак інтенсивність радіаційного випромінювання на поверхні планети може істотно відрізнятися. Тому комплексне вивчення вимагає залучення даних другого апарату – марсохода Curiosity з його радіаційним детектором RAD (Radiation Assessment Detector).

«Ми можемо зафіксувати мільйон частинок із низькою енергією або лише десяток вкрай енергійних частинок. MAVEN більш чутливий до низькоенергетичних частинок в атмосфері, тоді як RAD — єдиний інструмент, здатний відстежувати високоенергетичні радіаційні частинки, що досягають поверхні Марса, того середовища, в якому доведеться працювати майбутнім астронавтам», — пояснює головний дослідник RAD Дон Хасслер із Південно-Західного. дослідницького інституту.

Детектор RAD вже надав вченим цінні дані про вплив радіації на молекули органічних сполук на поверхні Марса – процес, який може вплинути на збереження потенційних біосигнатур від стародавніх марсіанських мікроорганізмів. RAD також дозволив оцінити рівень радіаційної загрози для астронавтів та визначити, які марсіанські укриття – печери, лавові трубки чи скельні виступи – забезпечать найкращий захист.

Коли MAVEN реєструє потужний сонячний спалах або викид, команда апарату негайно повідомляє колег з місії Curiosity. Це дозволяє марсіанським роверам оперативно активувати всі радіаційні датчики і відстежувати зміни в потоках частинок з тимчасовим дозволом аж до секунди — на всьому шляху від сонячної корони до марсіанської поверхні.

Поєднання орбітальних та поверхневих спостережень у ході нинішнього сонячного максимуму допоможе вченим всебічно оцінити ризики сонячної радіації та розробити надійні засоби захисту для дослідників Марса.

Крім вивчення ризиків для астронавтів, спостереження сонячного максимуму на Марсі допоможуть зрозуміти, як теплий і вологий древній Марс перетворився на нинішню крижану пустелю. 

Планета зараз перебуває найближче до Сонця, що нагріває атмосферу і провокує потужні пилові бурі. Частина залишкової атмосферної вологи при цьому підіймається на великі висоти, де вона може бути виштовхнута сонячною радіацією в космос. Вчені припускають, що повторення цього циклу тисячоліттями могло призвести до зникнення більшої частини води з Марса.

Якщо потужна глобальна буря збігається з сильним спалахом у період сонячного максимуму, це дозволить перевірити цю гіпотезу. Хоча глобальні бурі – рідкість, поєднання вдалих факторів змушує планетологів чекати на поточний пік сонячної активності з особливим нетерпінням.