Una recente tempesta solare ha fornito maggiori dettagli sulla quantità di radiazioni che i futuri astronauti potrebbero incontrare nelle missioni su Marte.

Nell’ultimo mese, i rover e gli orbiter marziani della NASA hanno fornito ai ricercatori una serie di dati sui brillamenti solari ed espulsioni di massa coronale che colpiscono Marte – in alcuni casi, causando persino aurore marziane. Ciò ha offerto un’opportunità senza precedenti per studiare come si svolgono tali eventi nello spazio profondo, e ha permesso di rilevare le quantità e l’esposizione di radiazioni che potrebbero incontrare i primi astronauti su Marte. L’evento più grande si è verificato il 20 maggio con un brillamento solare successivamente stimato essere un X12 (i brillamenti solari di classe X sono i più potenti di diversi tipi) sulla base dei dati della sonda spaziale Solar Orbiter. La tempesta solare ha emesso raggi X e raggi gamma verso il Pianeta Rosso, mentre una successiva espulsione di massa coronale ha lanciato particelle cariche. Muovendosi alla velocità della luce, i raggi X e i raggi gamma del brillamento sono arrivati ​​per primi, mentre le particelle cariche sono rimaste leggermente indietro, raggiungendo Marte in sole decine di minuti.

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Radiazioni solari

Ecco come il MAVEN della NASA e il rover Curiosity dell’agenzia studiano i brillamenti solari e la radiazione su Marte durante il massimo solare, un periodo in cui il Sole è al massimo dell’attività.  Crediti: NASA/JPL-Caltech/GSFC/SDO/MSSS/Università del Colorado

Lo sviluppo della meteorologia spaziale è stato attentamente monitorato dagli analisti dell’ufficio di analisi meteorologica spaziale Moon to Mars presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, che ha segnalato la possibilità di particelle cariche in arrivo a seguito dell’espulsione di massa coronale. Se gli astronauti si fossero trovati accanto al rover Curiosity su Marte della NASA in quel momento, avrebbero ricevuto una dose di radiazioni di 8.100 microgrigi, equivalenti a 30 radiografie del torace. Sebbene non sia mortale, si è trattato del più grande aumento misurato dal Radiation Assessment Detector di Curiosity (RAD) da quando il rover è atterrato 12 anni fa.

I dati della RAD aiuteranno gli scienziati a pianificare il livello più alto di esposizione alle radiazioni che potrebbe essere riscontrato dagli astronauti in una eventuale missione su Marte per capire quali protezioni sarebbero necessarie. Durante l’evento del 20 maggio, così tanta energia proveniente dalla tempesta ha colpito la superficie che le immagini in bianco e nero delle telecamere di navigazione di Curiosity sembravano intercettare dei veri e proprio “fiocchi di neve”: strisce bianche e granelli causati da particelle cariche che colpivano le telecamere.

Allo stesso modo, la telecamera stellare utilizzata dall’orbiter Mars Odyssey della NASA nel 2001 per l’orientamento è stata inondata di energia proveniente da particelle solari, che si è momentaneamente spenta – in ogni caso Odyssey ha altri sistemi per orientarsi e ha ripristinato la fotocamera nel giro di un’ora. Anche con il breve lasso di tempo nella sua fotocamera stellare, l’orbiter ha raccolto dati vitali su raggi X, raggi gamma e particelle cariche utilizzando il suo neutrone ad alta energia Rivelatore.

Questo non è stato il primo incontro di Odyssey con un brillamento solare: nel 2003, le particelle solari di un brillamento solare che alla fine si stima fosse un X45 hanno bruciato il rilevatore di radiazioni di Odyssey, progettato proprio per misurare tali eventi (ma non di quella portata).

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Aurore su Marte

Marte tempesta solare
Il rover Curiosity Mars della NASA ha catturato strisce e granelli in bianco e nero utilizzando una delle sue telecamere di navigazione proprio mentre le particelle di una tempesta solare arrivavano sulla superficie marziana. Questi artefatti visivi sono causati da particelle energetiche che colpiscono il rilevatore di immagini della fotocamera. Credit: NASA/JPL-Caltech

In alto sopra Curiosity, l’orbiter MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) della NASA ha catturato un altro effetto della recente attività solare: aurore luminose sul pianeta. Ma il modo in cui si verificano queste aurore è diverso da quelle viste sulla Terra. Il nostro pianeta natale è infatti protetto dalle particelle cariche da un robusto campo magnetico, che normalmente limita le aurore alle regioni vicine ai poli.

Marte ha invece perso il suo campo magnetico generato internamente nell’antico passato, quindi non c’è protezione dalla raffica di particelle energetiche. Quando le particelle cariche colpiscono l’atmosfera marziana, si verificano aurore che inghiottono l’intero pianeta. Durante gli eventi solari, il Sole rilascia una vasta gamma di particelle energetiche e solo le più potenti possono raggiungere la superficie ed essere misurate dal RAD. Le particelle leggermente meno energetiche, quelle che causano le aurore, vengono rilevate dallo strumento Solar Energetic Particle di MAVEN.

Gli scienziati possono utilizzare i dati di quello strumento per ricostruire una sequenza temporale di ogni minuto in cui le particelle solari passavano, analizzando meticolosamente come si è evoluto l’evento. I dati provenienti dalla sonda spaziale della NASA non aiuteranno solo le future missioni planetarie sul Pianeta Rosso. Sta contribuendo alla raccolta di una grande quantità di informazioni da parte delle altre missioni eliofisiche dell’agenzia, tra cui Voyager, Parker Solar Probe e l’imminente missione ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers).

Con un lancio previsto per la fine del 2024, i piccoli satelliti gemelli di ESCAPADE orbiteranno attorno a Marte e osserveranno il meteo spaziale da una doppia prospettiva unica, più dettagliata di quella che MAVEN può attualmente misurare da solo.

Fonte: NASA\JPL