Фото предоставлено: НАСА
Недавний сильный шторм не только подарил полярные сияния, но и предоставил дополнительную информацию о том, какому воздействию радиации могут подвергнуться будущие астронавты на Красной планете.
Исследователи Марса ожидали массивных солнечных бурь с тех пор, как в начале этого года Солнце вошло в период пиковой активности, известный как солнечный максимум. В прошлом месяце исследователи, использующие марсоходы и орбитальные аппараты НАСА, смогли вблизи наблюдать серию солнечных вспышек и корональных выбросов массы, достигающих Марса, а в некоторых случаях даже вызывающих полярные сияния.
Этот научный бум предоставил беспрецедентные возможности для изучения того, как такие события происходят в космосе и возможного радиационного облучения первых астронавтов на Марсе.
Самое крупное событие произошло 20 мая с солнечной вспышкой, которая, как позже оценили, была классом X12 — солнечные вспышки класса X являются самыми мощными из нескольких типов — на основе данных космического корабля Solar Orbiter, совместной миссии ЕКА (Европейского космического агентства) и Европейского космического агентства. НАСА.
Извержение направило рентгеновские и гамма-лучи в сторону Красной планеты, а последующий выброс корональной массы высвободил заряженные частицы. Рентгеновские и гамма-лучи всплеска распространялись со скоростью света и прибыли первыми, в то время как заряженные частицы остались рядом и достигли Марса всего за десять минут.
За развитием событий в космической погоде внимательно следили аналитики Отдела анализа космической погоды Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Это указывало на возможность прихода заряженных частиц после коронального выброса массы.
Если бы астронавты стояли в это время рядом с марсоходом НАСА «Кьюриосити», они получили бы дозу радиации в 8100 микрогрей — эквивалент 30 рентгенограмм грудной клетки. Хотя это и не было смертельным, это была самая сильная доза, измеренная детектором радиационной оценки Curiosity (RAD) с момента приземления марсохода 12 лет назад.
Данные RAD позволят ученым подготовиться к самым высоким уровням радиации, с которыми могут столкнуться астронавты, и использовать их для защиты на Марсе.
«Скалы или лавовые трубы обеспечат дополнительную защиту астронавтов от такого события. На орбите Марса или в космосе мощность дозы будет значительно выше», — сказал главный исследователь RAD Дон Хасслер из Отдела исследований и исследований солнечной системы Юго-Западного исследовательского института. Боулдер, Колорадо. «Я не удивлюсь, если эта активная область на Солнце продолжит извергаться, что будет означать еще больше солнечных бурь на Земле и Марсе в ближайшие недели».
Во время события 20 мая на поверхность попала такая большая часть энергии шторма, что на черно-белых изображениях навигационных камер Curiosity танцевал «снег» — белые полосы и пятна, вызванные попаданием в камеры заряженных частиц, встретились.
Точно так же звездная камера, которую орбитальный аппарат NASA Mars Odyssey Orbiter 2001 использует для ориентации, была затоплена солнечными частицами и на короткое время вышла из строя. (У «Одиссеи» есть другие средства ориентации, и она смогла восстановить камеру в течение часа.) Несмотря на кратковременный отказ звездной камеры, орбитальный аппарат собрал важные данные о рентгеновских лучах, гамма-лучах и заряженных частицах с помощью детектора нейтронов высоких энергий. .
Это была не первая встреча «Одиссеи» с солнечной вспышкой: в 2003 году детектор радиации «Одиссеи», предназначенный для измерения таких событий, был разрушен солнечными частицами солнечной вспышки, которая в конечном итоге превратилась в X45.
Северное сияние над Марсом
Высоко над «Кьюриосити» орбитальный аппарат НАСА MAVEN (Марсианская атмосфера и нестабильная эволюция) зафиксировал еще один эффект недавней солнечной активности: светящиеся полярные сияния над планетой. Способ формирования этих полярных сияний отличается от тех, которые наблюдаются на Земле.
Наша родная планета защищена от заряженных частиц сильным магнитным полем, которое обычно ограничивает полярные сияния областями вблизи полюсов. (Солнечный максимум является причиной недавних полярных сияний, наблюдаемых даже на юге Алабамы.) Марс потерял свое внутреннее магнитное поле в доисторические времена, оставив его незащищенным от натиска энергичных частиц. Когда заряженные частицы попадают в марсианскую атмосферу, появляются полярные сияния, окутывающие всю планету.
Во время солнечных событий Солнце высвобождает большое количество частиц высокой энергии. Только самые энергичные могут достичь поверхности и быть измерены с помощью RAD. Чуть менее энергичные частицы, вызывающие полярные сияния, обнаруживаются прибором солнечных энергетических частиц MAVEN.
Используя данные этого прибора, ученые могут восстановить временную последовательность каждой минуты проносящихся мимо солнечных частиц, тем самым тщательно расшифровывая последовательность событий.
«Это было крупнейшее событие, связанное с солнечными частицами высокой энергии, которое когда-либо наблюдал MAVEN», — сказала Кристина Ли, менеджер службы космической погоды MAVEN из Лаборатории космических наук Калифорнийского университета в Беркли. «За последние несколько недель произошло несколько солнечных событий, что позволило нам наблюдать волну за волной частиц, поражающих Марс».
Новый космический зонд к Марсу
Данные, поступающие с космического корабля НАСА, не только помогут будущим планетарным миссиям на Красную планету. Они также вносят свой вклад в обширную информацию, собранную другими гелиофизическими миссиями агентства, включая «Вояджер», солнечный зонд «Паркер» и предстоящую миссию Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorer (ESCAPADE).
Запуск двух малых спутников ESCAPADE запланирован на конец 2024 года. Они будут вращаться вокруг Марса и наблюдать за космической погодой с уникальной двойной точки зрения, более подробной, чем то, что MAVEN в настоящее время может измерить в одиночку.
