Ученые готовятся к солнечным бурям на Марсе

В ближайшие месяцы два космических аппарата NASA, отправленные на Марс, получат уникальную возможность изучить, как солнечные вспышки — масштабные взрывы на поверхности Солнца — могут повлиять на роботов и будущих астронавтов на Красной планете.

Это обусловлено тем, что Солнце входит в период максимальной активности, известный как солнечный максимум, который происходит примерно каждые 11 лет. Во время солнечного максимума Солнце особенно склонно к солнечным вспышкам и корональным выбросам массы, которые выбрасывают излучение глубоко в космос. Серия таких событий называется солнечной бурей.

Магнитное поле Земли в значительной мере защищает нашу планету от последствий этих штормов. Но у Марса давно нет глобального магнитного поля, что делает его более уязвимым для энергетических частиц Солнца. Насколько сильно проявляется солнечная активность на Марсе? Исследователи надеются, что текущий солнечный максимум даст им возможность это выяснить. Прежде чем отправить людей туда, космическим агентствам нужно определить, какая радиационная защита потребуется астронавтам.

Шеннон Карри из Лаборатории физики атмосферы и космоса Университета Колорадо в Боулдере, сказал:

Что касается людей и объектов на поверхности Марса, у нас нет ясного представления о воздействии радиации во время солнечной активности. Я был бы очень рад видеть "большое событие" на Марсе в этом году — событие, которое мы можем изучить, чтобы лучше понять солнечное излучение, прежде чем астронавты отправятся на Марс.

Марс до и после пыльной бури.

Карри является главным исследователем орбитального аппарата NASA MAVEN (Марсианская атмосфера и нестабильная эволюция), которым управляет Центр космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд.

MAVEN наблюдает за радиацией, солнечными частицами и другими феноменами с высоты над Марсом. Тонкая атмосфера планеты может влиять на интенсивность частиц к моменту их достижения поверхности, и здесь на помощь приходит марсоход НАСА Curiosity. Данные детектора оценки радиации Curiosity, или RAD, помогли ученым понять, как радиация воздействует на молекулы на основе углерода на поверхности — процесс, который может влиять на то, сохранились ли там следы древней микробной жизни. Этот прибор также помог НАСА оценить, какую защиту от радиации могут ожидать астронавты, используя для этого пещеры, лавовые трубы или скалы.

Когда MAVEN обнаруживает крупное солнечное событие, 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, сталкиваются с поверхностью.

Источник: NASA.

Детектор оценки радиации на борту корабля NASA Curiosity показан на этом изображении, полученном с помощью камеры Mastcam марсохода.

Миссия MAVEN также руководит системой раннего предупреждения, которая позволяет другим миссиям на Марсе знать, когда уровень радиации начинает расти. Это предупреждение позволяет миссиям отключать приборы, которые могут быть уязвимы для солнечных вспышек и могут помешать работе электроники и радиосвязи.

Помимо обеспечения безопасности астронавтов и космических аппаратов, изучение солнечного максимума также может помочь понять, почему Марс, который миллиарды лет назад был теплым и влажным, стал ледяной пустыней.

Планета находится на той части своей орбиты, которая ближе всего к Солнцу, что приводит к нагреванию атмосферы. Это может вызвать пыльные бури, покрывающие поверхность. Иногда эти бури сливаются, становясь глобальными.

Хотя на Марсе осталось немного воды (главным образом, в виде льда под поверхностью и на полюсах), часть ее все еще циркулирует в атмосфере в виде пара. Ученые интересуются, помогают ли глобальные пыльные бури высвобождать этот водяной пар, поднимая его высоко над планетой, где атмосфера разрушается во время солнечных бурь. Одна из теорий состоит в том, что этот процесс, повторявшийся в течение многих тысячелетий, мог бы объяснить, почему на Марсе практически нет озер и рек и практически не осталось воды.

Если бы глобальная пыльная буря произошла одновременно с солнечной бурей, это бы дало возможность проверить эту теорию. Ученые особенно заинтересованы в том, что этот солнечный максимум приходится на начало самого пыльного сезона на Марсе, но они также знают, что глобальные пыльные бури — редкое явление.