NASA спостерігає, як червона планета загоряється під час епічної сонячної бурі

На додаток до створення приголомшливих полярних сяйв, недавній екстремальний шторм дав більше деталей про те, з якою кількістю радіації майбутні астронавти можуть зіткнутися на Червоній планеті.

Марсоходи та орбітальні апарати NASA спостерігали значні сонячні спалахи та викиди корональної маси, причому сонячний спалах X12 вразив Марс 20 травня. Ця подія показала потенційні дози радіації для астронавтів і спричинила порушення зору на марсіанському обладнанні. Дані цих спостережень допоможуть у плануванні захисту від радіації та майбутніх місій, включаючи майбутню місію ESCAPADE.

Екстремальні шторми на Марсі

З того часу, як на початку цього року Сонце увійшло в період піка активності, який називається сонячним максимумом, марсіанські вчені чекали епічних сонячних бур. Протягом останнього місяця марсоходи та орбітальні апарати NASA надали дослідникам місця в першому ряду для серії сонячних спалахів і викидів корональної маси, які досягли Марса — у деяких випадках навіть викликаючи марсіанські полярні сяйва.

Це золоте дно науки запропонувало безпрецедентну можливість вивчити, як такі події розгортаються в глибокому космосі, а також те, з яким радіаційним опроміненням можуть зіткнутися перші астронавти на Марсі.

Найбільша подія сталася 20 травня з сонячним спалахом, який пізніше оцінили як X12 — сонячні спалахи класу X є найсильнішими з кількох типів — на основі даних космічного корабля Solar Orbiter, спільної місії ESA (Європейського космічного агентства) та NASA. Спалах послав рентгенівське та гамма-випромінювання в бік Червоної планети, тоді як подальший викид корональної маси запустив заряджені частинки. Рухаючись зі швидкістю світла, рентгенівські та гамма-промені від спалаху прибули першими, тоді як заряджені частинки трохи відстали, досягнувши Марса лише за десятки хвилин.

Вплив радіації на Марс

Розвиток космічної погоди уважно стежили аналітики з Управління аналізу космічної погоди від Місяця до Марса в Центрі космічних польотів імені Годдарда NASA в Грінбелті, штат Меріленд, який відзначив можливість надходження заряджених частинок після викиду корональної маси.

Якби астронавти в цей час стояли біля марсохода NASA Curiosity, вони б отримали дозу опромінення в 8100 мікрогрей, що еквівалентно 30 рентгенівським знімкам грудної клітки. Хоча це не було смертельним, це був найбільший сплеск, виміряний детектором оцінки випромінювання Curiosity (RAD) з моменту приземлення марсохода 12 років тому.

Планування майбутніх місій

Дані RAD допоможуть вченим спланувати найвищий рівень радіаційного опромінення, з яким можуть зіткнутися астронавти, які могли б використовувати ландшафт Марса для захисту.

«Схили скель або лавові труби забезпечили б додатковий захист астронавта від такої події. На орбіті Марса або в глибокому космосі потужність дози була б значно більшою», — сказав головний дослідник RAD Дон Хасслер з відділу дослідження та дослідження сонячної системи Південно-західного науково-дослідного інституту в Боулдері, штат Колорадо. «Я не здивуюся, якщо ця активна область на Сонці продовжить вивергатися, що означає ще більше сонячних штормів як на Землі, так і на Марсі протягом найближчих тижнів».

Вплив на марсоходи та орбітальні апарати

Під час події 20 травня стільки енергії від шторму вдарило по поверхні, що чорно-білі зображення з навігаційних камер Curiosity танцювали зі «снігом» — білими смугами та плямами, спричиненими ударами заряджених частинок об камери.

Подібним чином зоряна камера на орбітальному апараті NASA Mars Odyssey 2001 року, яку використовує для орієнтації, була наповнена енергією сонячних частинок, яка на мить зникла. (Одіссей має інші способи зорієнтуватися, і відновив камеру протягом години.) Навіть з коротким проміжком у своїй зоряній камері, орбітальний апарат зібрав важливі дані про рентгенівські, гамма-промені та заряджені частинки за допомогою нейтронів високої енергії. Детектор.

Це було не перше зіткнення Odyssey із сонячним спалахом: у 2003 році сонячні частинки від сонячного спалаху, який, зрештою, був оцінений як X45, обсмажили детектор випромінювання Odyssey, який був розроблений для вимірювання таких подій.

Полярні сяйва над Марсом

Високо над Curiosity орбітальний апарат NASA MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) зафіксував ще один ефект нещодавньої сонячної активності: сяючі полярні сяйва над планетою. Спосіб виникнення цих полярних сяйв відрізняється від того, що спостерігається на Землі.

Наша рідна планета захищена від заряджених частинок потужним магнітним полем, яке зазвичай обмежує полярні сяйва регіонами поблизу полюсів. (Сонячний максимум є причиною нещодавніх полярних сяйв, які спостерігаються далеко на південь, аж до Алабами.) Марс втратив своє внутрішньо генероване магнітне поле в давньому минулому, тому немає захисту від шквалу енергійних частинок. Коли заряджені частинки потрапляють в атмосферу Марса, це призводить до полярних сяйв, які поглинають всю планету.

Під час сонячних подій Сонце випускає широкий спектр енергетичних частинок. Тільки найенергійніші можуть досягти поверхні, щоб виміряти її за допомогою RAD. Частинки з меншою енергією, ті, що викликають полярні сяйва, відчуваються приладом MAVEN Solar Energetic Particle.

Вчені можуть використовувати дані цього приладу, щоб відновити часову шкалу кожної хвилини, коли сонячні частинки кричали повз, ретельно аналізуючи, як розвивалася подія.

«Це була найбільша подія сонячних енергетичних частинок, яку коли-небудь бачив MAVEN», — сказала керівник відділу космічної погоди MAVEN Крістіна Лі з Каліфорнійського університету, лабораторія космічних наук Берклі. «Останніми тижнями відбулося кілька сонячних явищ, тому ми спостерігали хвилю за хвилею частинок, які вдарялися на Марс».

Новий космічний корабель на Марс

Дані, отримані з космічного корабля НАСА, не тільки допоможуть майбутнім планетарним місіям на Червону планету. Це сприяє збору великої кількості інформації іншими геліофізичними місіями агентства, включаючи «Вояджер», сонячний зонд Parker і майбутню місію ESCAPADE (дослідники прискорення плазми та динаміки Escape).

Плануючи запуск наприкінці 2024 року, подвійні невеликі супутники ESCAPADE обертатимуться навколо Марса та спостерігатимуть за космічною погодою з унікальної подвійної точки зору, яка є більш детальною, ніж те, що MAVEN зараз може виміряти окремо.

Детальніше про місії

Curiosity створила Лабораторія реактивного руху NASA (JPL), якою керує Каліфорнійський технологічний інститут у Пасадені, Каліфорнія. JPL очолює місію від імені Управління наукових місій NASA у Вашингтоні.

Головний дослідник MAVEN працює в Лабораторії фізики атмосфери та космосу (LASP) Університету Колорадо в Боулдері. LASP також відповідає за управління науковими операціями та роботу з громадськістю та комунікацію. Центр космічних польотів імені Годдарда НАСА в Грінбелті, штат Меріленд, керує місією MAVEN. Компанія Lockheed Martin Space побудувала космічний корабель і відповідає за роботу місії. JPL у Південній Каліфорнії забезпечує навігацію та підтримку Deep Space Network. Команда MAVEN готується відзначити 10-ту річницю перебування космічного корабля на Марсі у вересні 2024 року.