Этот корональный выброс массы, зафиксированный Обсерваторией солнечной динамики НАСА, вспыхнул на Солнце 31 августа 2012 года, распространяясь со скоростью более 900 миль в секунду и посылая радиацию глубоко в космос. Магнитное поле Земли защищает ее от радиации, вызванной такими солнечными событиями, как это, в то время как Марсу такой защиты не хватает. Авторы и права: НАСА/GFSC/SDO.
В ближайшие месяцы два марсианских корабля НАСА получат беспрецедентную возможность изучить, как солнечные вспышки — гигантские взрывы на поверхности Солнца — могут повлиять на роботов и будущих астронавтов на Красной планете.
Это потому, что Солнце вступает в период пиковой активности, называемый солнечным максимумом, который происходит примерно каждые 11 лет. Во время солнечного максимума Солнце особенно склонно устраивать огненные истерики в различных формах, включая солнечные вспышки и корональные выбросы массы, которые запускают излучение глубоко в космос. Когда происходит серия таких солнечных событий, это называется солнечной бурей.
Магнитное поле Земли в значительной степени защищает нашу родную планету от последствий этих штормов. Но Марс давно утратил свое глобальное магнитное поле, в результате чего Красная планета стала более уязвимой для энергетических частиц Солнца. Насколько интенсивной становится солнечная активность на Марсе? Исследователи надеются, что нынешний солнечный максимум даст им шанс это выяснить. Прежде чем отправлять туда людей, космическим агентствам необходимо определить, среди многих других деталей, какая радиационная защита потребуется астронавтам.
«Что касается людей и объектов на марсианской поверхности, мы не имеем четкого представления о том, каков эффект от радиации во время солнечной активности», — сказал Шеннон Карри из Лаборатории физики атмосферы и космоса Университета Колорадо в Боулдере. Карри является главным исследователем орбитального аппарата НАСА MAVEN (Марсианская атмосфера и нестабильная эволюция), которым управляет Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «На самом деле мне бы очень хотелось увидеть «большое событие» на Марсе в этом году — большое событие, которое мы можем изучить, чтобы лучше понять солнечное излучение, прежде чем астронавты отправятся на Марс».
Измерение высоких и низких
MAVEN наблюдает за радиацией, солнечными частицами и многим другим с высоты над Марсом. Тонкая атмосфера планеты может повлиять на интенсивность частиц к тому времени, когда они достигнут поверхности, и именно здесь на помощь приходит марсоход НАСА Curiosity. Данные детектора оценки радиации Curiosity, или RAD, помогли ученым понять, как радиация разрушает молекулы на основе углерода. на поверхности — процесс, который может повлиять на то, сохранились ли там признаки древней микробной жизни. Этот прибор также дал НАСА представление о том, какую защиту от радиации могут ожидать астронавты, используя для защиты пещеры, лавовые трубы или скалы.
Когда происходит солнечное событие, ученые смотрят как на количество солнечных частиц, так и на их энергию.
«Вы можете иметь миллион частиц с низкой энергией или 10 частиц с чрезвычайно высокой энергией», — сказал главный исследователь RAD Дон Хасслер из офиса Юго-Западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо. «Хотя инструменты MAVEN более чувствительны к приборам с более низкой энергией, RAD — единственный инструмент, способный видеть инструменты с высокой энергией, которые проходят через атмосферу на поверхность, где могли бы находиться астронавты».
Когда MAVEN обнаруживает большую солнечную вспышку, команда орбитального аппарата сообщает об этом команде Curiosity, чтобы они могли следить за изменениями в данных RAD. Обе миссии могут даже собрать временные ряды, измеряющие изменения с точностью до полсекунды, когда частицы достигают марсианской атмосферы, взаимодействуют с ней и в конечном итоге ударяются о поверхность.
Миссия MAVEN также возглавляет систему раннего предупреждения, которая позволяет другим командам космических кораблей на Марсе знать, когда уровень радиации начинает повышаться. Предупреждение позволяет миссиям отключать приборы, которые могут быть уязвимы к солнечным вспышкам и могут мешать работе электроники и радиосвязи.
Детектор оценки радиации на борту корабля НАСА Curiosity показан на этом аннотированном изображении, полученном с помощью камеры Mastcam марсохода. Ученые RAD с нетерпением ждут возможности использовать этот инструмент для изучения радиации на поверхности Марса во время солнечного максимума. Авторы и права: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калтех/МССС.
Потерянная вода
Помимо помощи в обеспечении безопасности астронавтов и космических кораблей, изучение солнечного максимума может также помочь понять, почему Марс превратился из теплого и влажного мира, похожего на Землю, миллиарды лет назад, в ледяную пустыню, которой он является сегодня.
Планета находится в той точке своей орбиты, когда она ближе всего к Солнцу, что нагревает атмосферу. Это может привести к тому, что вздымающиеся пыльные бури покроют поверхность. Иногда бури сливаются, становясь глобальными.
Хотя на Марсе осталось мало воды (в основном лед под поверхностью и на полюсах), ее часть все еще циркулирует в атмосфере в виде пара. Ученые задаются вопросом, помогают ли глобальные пылевые бури выбрасывать этот водяной пар высоко над планетой, где атмосфера разрушается во время солнечных бурь. Одна из теорий состоит в том, что этот процесс, повторявшийся достаточное количество раз на протяжении тысячелетий, мог бы объяснить, как на Марсе сегодня практически не было озер и рек и практически не осталось воды.
Если бы глобальная пыльная буря произошла одновременно с солнечной бурей, это дало бы возможность проверить эту теорию. Ученые особенно взволнованы тем, что этот конкретный солнечный максимум приходится на начало самого пыльного сезона на Марсе, но они также знают, что глобальная пыльная буря — редкое явление.
