Sondele de pe orbita lui Marte au asistat la o superfurtună solară care a lovit Planeta Roşie

Două sonde ale Agenţiei Spaţiale Europene (ESA) aflate în misiune pe orbita planetei Marte, Mars Express şi ExoMars Trace Gas Orbiter, au putut urmări cum o puternică “superfurtună” solară, care a lovit şi Pământul, a ajuns la Planeta Roşie, provocând defecţiuni ale echipamentelor sondelor orbitale şi supraîncărcând atmosfera superioară marţiană, transmite sâmbătă Space.com, care citează un studiu publicat joi (5 martie) în revista Nature Communications.

Furtuna solară a lovit Pământul pe 11 mai 2024, dovedindu-se a fi cea mai mare înregistrată pe planeta noastră în ultimii peste 20 de ani. A generat aurore strălucitoare, de obicei limitate la polii planetei noastre, până în Mexic, spre ecuator. Când furtuna a lovit şi Marte, Mars Express şi ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) s-au confruntat în doar 64 de ore cu un volum de radiaţii pe care-l suportau de obicei în 200 de zile.

“Impactul a fost remarcabil: atmosfera superioară a lui Marte a fost inundată de electroni”, a declarat Jacob Parrott, cercetător ESA şi lider de echipă, într-un comunicat. “A fost cel mai mare răspuns la o furtună solară pe care l-am văzut vreodată pe Marte”.

Furtuna solară a crescut numărul de electroni în două straturi ale atmosferei marţiene: o creştere de 45% la o altitudine de 110 kilometri şi o creştere uimitoare de 278% la 130 kilometri deasupra suprafeţei marţiene. Aceasta reprezintă cei mai mare cantitate de electroni pe care oamenii de ştiinţă planetari i-au detectat vreodată în atmosfera Planetei Roşii.

Superfurtuna solară a demonstrat, de asemenea, impactul negativ pe care o astfel de vreme spaţială îl poate avea asupra tehnologiei spaţiale, un risc care alimentează dorinţa cercetătorilor de a dezvolta o predicţie mai bună a vremii spaţiale.

“Furtuna a cauzat, de asemenea, erori de calculator pentru ambele sonde spaţiale – un pericol tipic al vremii spaţiale, deoarece particulele implicate sunt atât de energetice şi greu de prezis”, a continuat Parrott. “Din fericire, sondele spaţiale au fost proiectate având în vedere acest lucru şi construite cu componente rezistente la radiaţii şi sisteme specifice pentru detectarea şi remedierea acestor erori şi şi-au revenit rapid”.

Parrott şi colegii săi au folosit o tehnică de pionierat numită ocultare radio pentru a investiga efectul acestei furtuni solare. Aceasta a implicat transmiterea de către Mars Express a unui semnal radio către TGO în timp ce acesta cobora sub orizontul planetei Marte. Acest semnal a fost apoi refractat înapoi la Mars Express de către straturile atmosferice ale Planetei Roşii. Aceasta a dezvăluit detalii despre aceste straturi.

“Această tehnică a fost folosită de fapt timp de decenii pentru a explora Sistemul Solar, dar folosind semnale transmise de o sondă spaţială către Pământ”, a declarat membrul echipei Colin Wilson, om de ştiinţă al proiectului ESA pentru Mars Express şi TGO. “Abia în ultimii cinci ani am început să o folosim pe Marte între două sonde spaţiale, cum ar fi Mars Express şi TGO, care de obicei folosesc aceste emiţătoare radio pentru a transmite date între sondele orbitale şi rovere”.

Ceea ce a dezvăluit acest lucru a fost faptul că Pământul şi Marte reacţionează foarte diferit atunci când sunt bombardate de particule încărcate de la Soare.

Diferenţa cheie dintre Marte şi Pământ în reacţia lor la furtunile solare este faptul că planeta noastră are un câmp magnetic protector, magnetosfera. Aceasta reduce impactul furtunilor solare asupra atmosferei noastre şi, de asemenea, deviază particulele încărcate atât departe de Pământ, cât şi spre poli, unde pot provoca aurore.

Lipsa unei magnetosfere în jurul lui Marte face dificilă compararea Planetei Roşii cu Pământul. Studiul vremii spaţiale din jurul planetei noastre vecine este, de asemenea, complicat de faptul că Soarele este neregulat în dispersarea particulelor încărcate şi a radiaţiilor.

“Din fericire, am putut folosi această nouă tehnică cu Mars Express şi TGO la doar 10 minute după ce o erupţie solară mare a lovit Marte”, a explicat Jacobs. “În prezent, efectuăm doar două observaţii pe săptămână pe Marte, aşa că momentul ales a fost extrem de norocos”.

Oamenii de ştiinţă au analizat consecinţele a trei evenimente solare care au făcut parte din aceeaşi furtună generală: o erupţie de radiaţii, o explozie de particule încărcate de înaltă energie şi material lansat de o ejecţie de masă coronală (CME). Când radiaţia şi materialul provenit din aceste evenimente au lovit atmosfera marţiană, electronii au fost smulşi din atomii neutri, determinând aceste particule încărcate negativ să umple atmosfera în număr nemaivăzut până acum.

Studiul evenimentului realizat de echipă ne-ar putea ajuta, de asemenea, să înţelegem cum a devenit Planeta Roşie un peisaj arid şi steril.

“Rezultatele ne îmbunătăţesc înţelegerea despre Marte, dezvăluind modul în care furtunile solare trimit energie şi particule în atmosfera lui Marte – important, deoarece ştim că planeta a pierdut atât cantităţi uriaşe de apă, cât şi cea mai mare parte a atmosferei sale în spaţiu, cel mai probabil impulsionată de vântul continuu de particule emise de Soare”, a adăugat Wilson. “Dar există şi o altă latură a acestui lucru: structura şi conţinutul atmosferei unei planete influenţează modul în care semnalele radio călătoresc prin spaţiu. Dacă atmosfera superioară a lui Marte este plină de electroni, acest lucru ar putea bloca semnalele pe care le folosim pentru a explora suprafaţa planetei prin radar, ceea ce o face o variabilă importantă de care trebuie să ţinem cont în planificarea misiunilor noastre – şi ne afectează capacitatea de a investiga alte lumi”, a mai susţinut el.