Una massiccia eruzione solare è stata avvertita sulla Terra, sulla Luna e su Marte

Un brillamento solare è stato rilevato contemporaneamente sulla Terra e sulla Luna Marte Sottolinea la necessità di preparare missioni di esplorazione umana per i pericoli delle radiazioni spaziali.

Il 28 ottobre 2021 è scoppiata un’espulsione di massa coronale dal Sole e il suo impatto è stato così diffuso che sia Marte che la Terra, nonostante si trovassero ai lati opposti del Sole e distanti circa 250 milioni di chilometri (160 milioni di miglia), hanno ricevuto un’effusione di particelle energetiche.

Un evento raro e importante

Questa è la prima volta che un evento solare viene misurato simultaneamente sulle superfici della Terra, della Luna e di Marte, come riportato il 2 agosto in Messaggi di ricerca geografica carta. L’esplosione è stata rilevata da una flotta internazionale di veicoli spaziali tra cui l’ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), il Mars Curiosity della NASA, il Chang’e-4 Moon Lander del CNSA, il Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) e l’orbiter terrestre Eu:CROPIS del DLR. .

Queste misurazioni simultanee su mondi diversi aiutano a migliorare la nostra conoscenza dell’impatto dei brillamenti solari e di come il campo magnetico e l’atmosfera di un pianeta potrebbero aiutare a proteggere gli astronauti da essi.

Espulsione di massa coronale vista dall’ufficio SOHO il 28 ottobre 2021. Questo evento è un raro esempio di “miglioramento a livello del suolo”. Durante questi eventi, le particelle del Sole sono abbastanza energetiche da passare attraverso la bolla magnetica che circonda la Terra e ci protegge da eruzioni solari meno energetiche. È stato solo il 73esimo miglioramento del livello del suolo da quando sono iniziate le registrazioni negli anni ’40 e da allora non ne è stato registrato nessuno. Credito: SOHO (ESA e NASA), CC BY-SA 3.0 IGO

Confronta mondi diversi

L’evento, che si è svolto il 28 ottobre 2021, è un raro esempio di “miglioramento del livello del suolo”. Durante questi eventi, le particelle del Sole sono abbastanza energetiche da passare attraverso la bolla magnetica che circonda la Terra e ci protegge da eruzioni solari meno energetiche. È stato solo il 73esimo miglioramento del livello del suolo da quando sono iniziate le registrazioni negli anni ’40 e da allora non ne è stato registrato nessuno.

Poiché la Luna e Marte non generano i propri campi magnetici, le particelle del Sole possono raggiungere facilmente le loro superfici e persino interagire con il suolo per generare radiazioni secondarie. Ma Marte ha un’atmosfera sottile che blocca la maggior parte delle particelle solari a bassa energia e rallenta le particelle ad alta energia.

L’importanza di comprendere gli eventi solari

Con la Luna e Marte al centro della futura esplorazione umana, è estremamente importante comprendere questi eventi solari e il loro potenziale impatto sul corpo umano. Gli astronauti corrono il rischio di malattie da radiazioni. Una dose di radiazioni superiore a 700 milligray – l’unità di assorbimento delle radiazioni – può causare malattie da radiazioni distruggendo il midollo osseo, portando a sintomi come infezioni ed emorragie interne.

Se un astronauta riceve più di 10 grigi, è improbabile che sopravviva più di 2 settimane. Un singolo brillamento solare nell’agosto 1972 avrebbe potuto fornire una dose di radiazioni così elevata a un astronauta sulla superficie della Luna, ma, fortunatamente, cadde tra le missioni Apollo 16 e 17 con equipaggio.

Senti la gigantesca eruzione solare sulla Terra, la Luna e l’infografica di Marte. Credito: ESA

Recenti ritrovamenti e misure di protezione

In confronto, durante l’evento del 28 ottobre 2021, la dose in orbita lunare è stata misurata a NASAIl Lunar Reconnaissance Orbiter era di soli 31 milligrammi. “I nostri calcoli sui passati eventi di potenziamento a livello della Terra mostrano che una media di un evento ogni 5,5 anni potrebbe aver superato il livello di dose sicura sulla Luna se non fosse stata fornita alcuna protezione dalle radiazioni. Questi eventi sono fondamentali per le future missioni con equipaggio sulla superficie lunare. “

Quando confrontiamo le misurazioni effettuate dall’ExoMars TGO e dal rover Curiosity, diventa chiara la protezione fornita dall’atmosfera marziana: il TGO ha misurato 9 milligrammi, 30 volte di più rispetto agli 0,3 milligrammi rilevati in superficie.

Anche le missioni dell’ESA nel sistema solare interno Solar Orbiter, SOHO e BepiColombo hanno rilevato l’esplosione, fornendo più e migliori punti di osservazione per lo studio di questo evento solare.

Attualmente, viviamo in un’età dell’oro per la fisica del sistema solare. Rilevatori di radiazioni a bordo di missioni interplanetarie come BepiColombo, in rotta verso Mercurio, e Juice, in navigazione verso Gioveaggiungendo una copertura tanto necessaria allo studio dell’accelerazione e della propagazione delle particelle solari”, ha affermato Marco Pinto, ricercatore presso l’Agenzia spaziale europea che lavora sui rivelatori di radiazioni.

Proteggi i nostri astronauti

Proteggere gli astronauti durante le loro avventure nello spazio è una missione essenziale e importante dell’Agenzia spaziale europea. La comprensione e la previsione di eventi estremi di radiazioni è una parte vitale di questo. Strumenti dedicati misurano l’ambiente di radiazioni nello spazio e sono utilizzati per proteggere le infrastrutture spaziali critiche e terrestri, nonché per proteggere gli astronauti. Se gli astronauti vengono avvertiti in tempo, possono richiedere protezione come indumenti per il corpo o ricovero nelle grotte. attuale politica su Stazione Spaziale Internazionale È un ritorno alla zona notte o alla cucina, dove le pareti proteggono dalle radiazioni.

Il portale consentirà l’esplorazione sostenibile intorno e sulla luna, consentendo al contempo la ricerca e dimostrando le tecnologie e i processi necessari per condurre una futura missione su Marte. Questo rendering al computer mostra la navicella spaziale Orion della NASA attraccata al Gateway (a sinistra) che porterà gli astronauti all’avamposto lunare. Credito: ESA

Porta della Luna

Il programma Artemis che invia gli astronauti sulla luna include una stazione spaziale in orbita lunare chiamata Gateway. Sul Gateway, tre gruppi di strumenti monitoreranno l’ambiente di radiazioni attorno alla Luna: l’European Radiation Sensor Array (ERSA) dell’Agenzia spaziale europea (ESA), l’Heliophysics Environmental Measurement and Radiation Experiment Suite (HERMES) della NASA e l’ESA/JAXA Array dosimetrico interno (IDA).

Insieme, questi esperimenti misureranno l’ambiente di radiazione al di fuori del Gateway monitorando al contempo specifiche dosi di radiazioni all’interno, tra 3.000 km e 70.000 km (45.000 miglia) dalla superficie lunare. Queste misurazioni saranno necessarie per comprendere meglio l’ambiente che gli astronauti sperimenteranno nello spazio interplanetario.

Due manichini di radiazioni effettuano rivoluzionari sorvoli della superficie lunare per aiutare a proteggere i viaggiatori spaziali dai raggi cosmici e dalle energiche tempeste solari. Questi due fantasmi femminili riempirono i sedili dei passeggeri durante la prima missione di Orion intorno alla Luna, andando più lontano di quanto qualsiasi essere umano avesse mai volato prima. Dotati di oltre 5.600 sensori, i due hanno misurato la quantità di radiazioni a cui gli astronauti sarebbero esposti nelle future missioni con una precisione senza precedenti. Attestazione: Lockheed Martin

Gemelli Luna e ricerche future

Le agenzie spaziali stanno anche esaminando indumenti protettivi per ridurre l’impatto delle radiazioni spaziali sul corpo. Due manichini identici, sviluppati dal Centro aerospaziale tedesco (DLR), erano i passeggeri del volo di prova Artemis I, che ha sorvolato la Luna nel periodo novembre-dicembre 2022. Dotato di sensori di radiazione forniti da DLR e NASA. Helga volava senza protezione, ma lo Zohar indossava un giubbotto di protezione dalle radiazioni di nuova concezione che le copriva il busto. I ricercatori del DLR stanno attualmente confrontando le due serie di dati misurati da Helga e Zohar.

Colin Wilson, scienziato del progetto ExoMars TGO, conclude: “Le radiazioni spaziali possono creare un rischio molto reale per la nostra esplorazione in tutto il sistema solare. Le misurazioni di eventi di radiazioni di alto livello da parte di missioni robotiche sono fondamentali per prepararsi a missioni con equipaggio di lunga durata. Grazie a data from Per missioni come ExoMars TGO, possiamo prepararci al modo migliore per proteggere i nostri esploratori umani.”

Riferimento: “Primo miglioramento del livello della Terra visibile su tre superfici planetarie: Terra, Luna e Marte” di Jingnan Gu, Xiaoli Li, Jian Zhang e Michael I. . Wimmer-Schweingruber, Donald M. Hassler, Cary Zeitlin, Bent Ehresmann, Daniel Matthiä e Bin Zhuang, 2 agosto 2023, disponibile qui. Messaggi di ricerca geografica.
doi: 10.1029/2023GL103069