Σύνοψη
- Τον Μάιο, μια ακραία στεμματική εκπομπή μάζας (CME) από τον Ήλιο έπληξε απευθείας τον Άρη, προσφέροντας πρωτοφανή δεδομένα.
- Διαστημικά σκάφη της ESA (Mars Express, Trace Gas Orbiter) και της NASA (MAVEN, Curiosity) παρακολούθησαν το φαινόμενο ταυτόχρονα.
- Καταγράφηκε ένα παγκόσμιο σέλας στο υπεριώδες φάσμα, καθώς τα σωματίδια αλληλεπίδρασαν με τα ανώτερα στρώματα της αρειανής ατμόσφαιρας.
- Τα επίπεδα ακτινοβολίας στην επιφάνεια του πλανήτη έφτασαν σε ιστορικό υψηλό, ισοδύναμα με 30 ακτινογραφίες θώρακα.
- Το φαινόμενο προκάλεσε σημαντική διόγκωση της ατμόσφαιρας του Άρη, δίνοντας στοιχεία για τον μηχανισμό απώλειας των αερίων του στο διάστημα.
Τι προκάλεσε η ακραία ηλιακή καταιγίδα στον Άρη
Η πρόσφατη, σφοδρή ηλιακή καταιγίδα που έπληξε τον Άρη προκάλεσε ρεκόρ επιπέδων ακτινοβολίας στην επιφάνεια και τη δημιουργία ενός παγκόσμιου υπεριώδους σέλαος. Τα δεδομένα από τα διαστημικά σκάφη των ESA και NASA αποκαλύπτουν έντονη ατμοσφαιρική διόγκωση, προσφέροντας κρίσιμα στοιχεία για την κατανόηση της ιστορικής απώλειας της αρειανής ατμόσφαιρας και καθορίζοντας τις ελάχιστες απαιτήσεις προστασίας για τους μελλοντικούς αστροναύτες.
Οι πρόσφατες αναλύσεις και τα δεδομένα που δημοσιεύτηκαν από τους διαστημικούς οργανισμούς και ερευνητικά περιοδικά, όπως το Nature, φωτίζουν ένα από τα πιο βίαια διαστημικά φαινόμενα που έχουν καταγραφεί πρόσφατα στο Ηλιακό μας Σύστημα. Ο Ήλιος διανύει το ηλιακό μέγιστο του τρέχοντος κύκλου του, παράγοντας εξαιρετικά ισχυρές ηλιακές εκλάμψεις και στεμματικές εκπομπές μάζας (CMEs). Όταν ένα τέτοιο κύμα πλάσματος και μαγνητικού πεδίου κατευθύνθηκε προς τον Άρη, ολόκληρος ο στόλος των δορυφόρων και των ρομπότ επιφάνειας βρέθηκε σε θέση ετοιμότητας.
Η παρατήρηση του φαινομένου κατέστη δυνατή χάρη σε μια σπάνια ευθυγράμμιση και συντονισμένη λειτουργία οργάνων. Από την πλευρά του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), οι δορυφόροι Mars Express και ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) συνέλεξαν δεδομένα από την τροχιά. Ταυτόχρονα, το σκάφος MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile Evolution) της NASA και το ρόβερ Curiosity στην επιφάνεια, κατέγραψαν τις επιπτώσεις με τα δικά τους εξειδικευμένα όργανα.
Ο κίνδυνος της ακτινοβολίας: Μετρήσεις από την επιφάνεια
Ένα από τα πιο κρίσιμα ευρήματα προήλθε από τον Ανιχνευτή Αξιολόγησης Ακτινοβολίας (RAD) του ρόβερ Curiosity, το οποίο βρίσκεται στον Κρατήρα Gale. Κατά τη διάρκεια της κορύφωσης της καταιγίδας, το όργανο κατέγραψε 8.100 micrograys ενέργειας. Για να γίνει κατανοητό το μέγεθος, αυτή η δόση ακτινοβολίας είναι ισοδύναμη με τη λήψη 30 ακτινογραφιών θώρακα ταυτόχρονα. Αν και δεν είναι άμεσα θανατηφόρα, μια τέτοια δόση αυξάνει κατακόρυφα τις πιθανότητες εμφάνισης καρκίνου και άλλων κυτταρικών βλαβών.
Αυτό το νούμερο καταγράφεται ως η υψηλότερη τιμή ακτινοβολίας που έχει μετρήσει το Curiosity κατά τη διάρκεια της 12ετούς παραμονής του στον Κόκκινο Πλανήτη. Ο πλανήτης δεν διαθέτει παγκόσμιο μαγνητικό πεδίο όπως η Γη, ούτε πυκνή ατμόσφαιρα, με αποτέλεσμα τα ηλιακά ενεργητικά σωματίδια να βομβαρδίζουν την επιφάνεια σχεδόν ανεμπόδιστα. Οι κάμερες πλοήγησης των διαστημικών σκαφών, συμπεριλαμβανομένων των ευρωπαϊκών δορυφόρων, γέμισαν από λευκές κουκκίδες ("χιόνι" στα δεδομένα της εικόνας), αποτέλεσμα των φορτισμένων σωματιδίων που προσέκρουαν απευθείας στους αισθητήρες των καμερών.
Παγκόσμιο σέλας και ατμοσφαιρική διόγκωση
Στη Γη, το σέλας περιορίζεται κυρίως κοντά στους πόλους λόγω του ισχυρού διπολικού μαγνητικού πεδίου. Στον Άρη, η απουσία αυτού του πεδίου σημαίνει ότι τα ενεργητικά ηλεκτρόνια εισχωρούν στην ατμόσφαιρα από κάθε σημείο. Κατά τη διάρκεια του φαινομένου, το όργανο IUVS (Imaging Ultraviolet Spectrograph) του MAVEN κατέγραψε ένα τεράστιο, παγκόσμιο σέλας. Αν και αόρατο στο ανθρώπινο μάτι καθώς εκπέμπεται στο υπεριώδες φάσμα, το φαινόμενο κάλυψε ολόκληρο το ημισφαίριο του πλανήτη που ήταν στραμμένο προς τον Ήλιο.
Ταυτόχρονα, η ενέργεια που απορρόφησε η αρειανή ατμόσφαιρα είχε φυσικές συνέπειες. Το αέριο περίβλημα του πλανήτη θερμάνθηκε απότομα και διαστάλθηκε, μια διαδικασία γνωστή ως ατμοσφαιρική διόγκωση. Αυτό το φαινόμενο αύξησε προσωρινά την πυκνότητα των ανώτερων στρωμάτων της ατμόσφαιρας. Για τους δορυφόρους σε χαμηλή τροχιά, όπως το MAVEN και το Trace Gas Orbiter, η διόγκωση αυτή μεταφράζεται σε αυξημένη ατμοσφαιρική οπισθέλκουσα (drag), αναγκάζοντας τους μηχανικούς στα κέντρα ελέγχου της ESA και της NASA να παρακολουθούν στενά τις τροχιές των σκαφών για πιθανές μικρο-διορθώσεις.
Μια ματιά στο παρελθόν του πλανήτη
Οι παρατηρήσεις αυτού του γεγονότος υπερβαίνουν την καταγραφή μιας απλής διαστημικής κακοκαιρίας. Οι επιστήμονες θεωρούν ότι η τρέχουσα κατάσταση της αρειανής ατμόσφαιρας, η οποία είναι 100 φορές πιο αραιή από τη γήινη, οφείλεται στον συνεχή βομβαρδισμό από τον ηλιακό άνεμο και τις ηλιακές καταιγίδες εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια.
Καθώς τα σωματίδια της ηλιακής καταιγίδας συγκρούονται με τα μόρια της αρειανής ατμόσφαιρας, τους προσδίδουν αρκετή ενέργεια ώστε να διαφύγουν από τη βαρυτική έλξη του πλανήτη. Παρακολουθώντας την τρέχουσα διόγκωση και την απώλεια αερίων στο διάστημα κατά τη διάρκεια της πρόσφατης καταιγίδας, οι ερευνητές μπορούν να αναπτύξουν ακριβέστερα μοντέλα για το πώς ο Άρης μετατράπηκε από έναν πλανήτη με πυκνή ατμόσφαιρα και πιθανότατα υγρό νερό στην επιφάνεια, στην παγωμένη, ξηρή έρημο που γνωρίζουμε σήμερα.
Η άποψη του Techgear
Η καταγραφή αυτής της ακραίας ηλιακής δραστηριότητας λειτουργεί ως ένα αυστηρό, εμπειρικό "reality check" για τα φιλόδοξα σχέδια αποικισμού του Διαστήματος. Ενώ η βιομηχανία εστιάζει στην ανάπτυξη πυραύλων βαρέως φορτίου και συστημάτων προσεδάφισης, το πραγματικό, μακροπρόθεσμο εμπόδιο για την ανθρώπινη παρουσία στον Άρη είναι η έκθεση στην ακτινοβολία.
Τα 8.100 micrograys που κατέγραψε το Curiosity δείχνουν ξεκάθαρα ότι οι παραδοσιακές στολές και τα απλά επιφανειακά καταλύματα δεν επαρκούν. Για να επιβιώσουν οι αστροναύτες κατά τη διάρκεια τέτοιων φαινομένων—τα οποία είναι απρόβλεπτα και συχνά κατά το ηλιακό μέγιστο—απαιτούνται λύσεις όπως η δημιουργία καταλυμάτων βαθιά κάτω από το έδαφος (π.χ. σε σωλήνες λάβας) ή η εκτεταμένη χρήση θωράκισης με νερό.
Τα δεδομένα από τις αποστολές του ESA και της NASA είναι ανεκτίμητα, καθώς μεταφράζουν το ρομαντικό αφήγημα της εξερεύνησης σε αυστηρές μηχανολογικές απαιτήσεις προστασίας.
