סופה סולארית קיצונית לאחרונה סיפקה תובנות חשובות לגבי חשיפה לקרינה על מאדים, חיונית למשימות אסטרונאוטים עתידיות. חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה גרמו להפרעות ראייה על הרוברים והמסלולים של מאדים, בעוד ש-MAVEN של נאס"א לכד את זוהר השמש שנוצר. קרדיט: נאס"א/אוניברסיטת קולורדו/LASP
בנוסף לייצור זוהר מדהימים, סערה קיצונית לאחרונה סיפקה פרטים נוספים על כמות הקרינה שאסטרונאוטים עתידיים יכולים להיתקל בכוכב האדום.
נאס"אהרוברים והמסלולים של המטוסים צפו בהתלקחויות סולאריות משמעותיות ופליטות מסה עטרה, עם X12 התלקחות סולארית להכות מַאְדִים ב-20 במאי. אירוע זה הראה מינוני קרינה פוטנציאליים לאסטרונאוטים וגרם להפרעות ראייה בציוד של מאדים. נתונים מתצפיות אלה יסייעו בתכנון הגנת קרינה ומשימות עתידיות, כולל משימת ה-ESCAPADE הקרובה.
סופות קיצוניות על מאדים
מאז שהשמש נכנסה לתקופה של שיא פעילות מוקדם יותר השנה המכונה מקסימום שמש, מדענים במאדים צפו לסופות שמש אפי. במהלך החודש האחרון, הרוברים והמסלולים של נאס"א סיפקו לחוקרים מושבים בשורה הראשונה לסדרה של התלקחויות שמש ופליטות מסות עטרה שהגיעו למאדים – בחלק מהמקרים, אפילו גרמו לאזור הזוהר של מאדים.
בוננזה מדעית זו הציעה הזדמנות חסרת תקדים לחקור כיצד אירועים כאלה מתרחשים בחלל העמוק, כמו גם כמה חשיפה לקרינה יכולים האסטרונאוטים הראשונים על מאדים להיתקל בהם.
האירוע הגדול ביותר התרחש ב-20 במאי עם התלקחות סולארית שהוערכה מאוחר יותר כ-X12 – התלקחויות סולאריות מסוג X הן החזקות ביותר מבין כמה סוגים – בהתבסס על נתונים מהחללית Solar Orbiter, משימה משותפת של ESA (סוכנות החלל האירופית) ונאס"א. ההתלקחות שלחה קרני רנטגן וקרני גמא לכיוון הכוכב האדום, בעוד שפליטת מסה עטרה שלאחר מכן שיגרה חלקיקים טעונים. כשהם נעים במהירות האור, קרני הרנטגן וקרני הגמא מההתלקחות הגיעו ראשונות, בעוד החלקיקים הטעונים השתרכו מעט מאחור, והגיעו למאדים תוך עשרות דקות בלבד.
הכתמים בסצנה זו נגרמו על ידי חלקיקים טעונים מסופת שמש שפגעו במצלמה על סיפון הרובר Curiosity Mars של נאס"א. Curiosity משתמשת במצלמות הניווט שלה כדי לנסות וללכוד תמונות של שדי אבק ומשבי רוח, כמו זה שנראה כאן. קרדיט: NASA/JPL-Caltech
חשיפה לקרינה על מאדים
מזג האוויר החלל המתפתח עוקב מקרוב על ידי אנליסטים במשרד ניתוח מזג האוויר החלל הירח למאדים במרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט, מרילנד, שסימנו את האפשרות של חלקיקים טעונים נכנסים בעקבות פליטת המונית העטרה.
אם האסטרונאוטים היו עומדים ליד הרובר Curiosity Mars של נאס"א באותה עת, הם היו מקבלים מנת קרינה של 8,100 מיקרו-אפור – שווה ערך ל-30 צילומי רנטגן בחזה. אמנם לא קטלני, אבל זה היה הזינוק הגדול ביותר שנמדד על ידי Curiosity's Radiation Assessment Detector, או RAD, מאז נחיתת הרובר לפני 12 שנים.
הרובר Curiosity Mars של נאס"א לכד פסים וכתמים בשחור-לבן באמצעות אחת ממצלמות הניווט שלו בדיוק בזמן שחלקיקים מסופת שמש הגיעו על פני השטח של מאדים. חפצים חזותיים אלו נגרמים על ידי חלקיקים אנרגטיים הפוגעים בגלאי התמונה של המצלמה. קרדיט: NASA/JPL-Caltech
תכנון משימות עתידיות
הנתונים של RAD יסייעו למדענים לתכנן את הרמה הגבוהה ביותר של חשיפה לקרינה שאסטרונאוטים עשויים להיתקל בהם, שיוכלו להשתמש בנוף של מאדים להגנה.
"צידי צוק או צינורות לבה יספקו מיגון נוסף לאסטרונאוט מפני אירוע כזה. במסלול של מאדים או בחלל העמוק, קצב המינון יהיה גבוה יותר באופן משמעותי", אמר החוקר הראשי של RAD, דון הסלר מהחטיבה למדע וחקר מערכת השמש של מכון השמש בדרום מערב בבולדר, קולורדו. "לא אתפלא אם האזור הפעיל הזה על השמש ימשיך להתפרץ, כלומר עוד יותר סופות שמש הן בכדור הארץ והן במאדים במהלך השבועות הקרובים."
השפעות על Mars Rovers ו-Orbiters
במהלך האירוע ב-20 במאי, כל כך הרבה אנרגיה מהסערה פגעה על פני השטח שתמונות בשחור-לבן ממצלמות הניווט של Curiosity רקדו עם "שלג" – פסים וכתמים לבנים שנגרמו מחלקיקים טעונים שפגעו במצלמות.
באופן דומה, מצלמת הכוכבים ששימוש במסלול המסלול של מאדים אודיסיאה משנת 2001 של נאס"א לצורך התמצאות הוצף באנרגיה מחלקיקי שמש, וכבה לרגע. (לאודיסיאה יש דרכים אחרות להתמצא, ושיחזר את המצלמה תוך שעה.) אפילו עם ההפסקה הקצרה במצלמת הכוכבים שלו, המסלול אסף נתונים חיוניים על קרני רנטגן, קרני גמא וחלקיקים טעונים באמצעות הנויטרון בעל האנרגיה הגבוהה שלו. גַלַאִי.
זו לא הייתה המברשת הראשונה של אודיסיאה עם התלקחות סולארית: בשנת 2003, חלקיקי שמש מהתלקחות סולארית שהוערכה בסופו של דבר כגלאי קרינה של אודיסיאה מטוגן X45, שנועד למדוד אירועים כאלה.
הצבע הסגול באנימציה זו מציג זוהרים על צד הלילה של מאדים כפי שזוהו על ידי מכשיר הספקטרוגרף הדמיית אולטרה סגול על סיפון המסלול MAVEN (אטמוספירה של מאדים והתפתחות נדיפה) של נאס"א. ככל שהסגול בהיר יותר, כך היו יותר זוהרים. מצולם כשגלים של חלקיקים אנרגטיים מסופת שמש הגיעו למאדים, הרצף נעצר בסופו, כאשר הגל של החלקיקים האנרגטיים ביותר הגיע והכריע את המכשיר ברעש. MAVEN צילם את התמונות הללו בין ה-14 ל-20 במאי 2024, כשהחללית חגה מתחת למאדים, כשהיא מביטה אל צד הלילה של כוכב הלכת (ניתן לראות את הקוטב הדרומי של מאדים מימין, באור שמש מלא). קרדיט: נאס"א/אוניברסיטת קולורדו/LASP
זוהרים מעל מאדים
גבוה מעל קוריוזיטי, של נאס"א מסלול MAVEN (אטמוספירה של מאדים והתפתחות נדיפה) תפס אפקט נוסף של פעילות השמש האחרונה: זוהרות זוהרות על פני כדור הארץ. האופן שבו אורות אלו מתרחשות שונה מאלה שנראו על פני כדור הארץ.
כוכב הלכת הביתי שלנו מוגן מחלקיקים טעונים על ידי שדה מגנטי חזק, שבדרך כלל מגביל את אורות הזוהר לאזורים ליד הקטבים. (המקסימום הסולארי הוא הסיבה מאחורי אורות הזוהר האחרונות שנראו עד דרומה עד אלבמה.) מאדים איבד את השדה המגנטי שנוצר באופן פנימי בעבר הקדום, כך שאין הגנה מפני מטח החלקיקים האנרגטיים. כאשר חלקיקים טעונים פוגעים באטמוספירה של מאדים, זה גורם להילה זוהרת הבולעת את כוכב הלכת כולו.
במהלך אירועי שמש, השמש משחררת מגוון רחב של חלקיקים אנרגטיים. רק האנרגטיים ביותר יכולים להגיע אל פני השטח שיימדדו באמצעות RAD. חלקיקים מעט פחות אנרגטיים, אלו הגורמים לאוראורות, מוחשים על ידי מכשיר ה-Solar Energetic Particle של MAVEN.
מדענים יכולים להשתמש בנתונים של המכשיר הזה כדי לבנות מחדש ציר זמן של כל דקה כאשר חלקיקי השמש צרחו על פניהם, תוך כדי קפדנות איך האירוע התפתח.
"זה היה אירוע החלקיקים האנרגטיים הסולאריים הגדול ביותר ש-MAVEN ראתה אי פעם", אמרה מובילת מזג האוויר בחלל MAVEN, כריסטינה לי מ-MAVEN. אוניברסיטת קליפורניה, ברקליהמעבדה למדעי החלל. "היו כמה אירועים סולאריים בשבועות האחרונים, אז ראינו גל אחר גל של חלקיקים שפוגעים במאדים."
חללית חדשה למאדים
הנתונים המגיעים מהחללית של נאס"א לא רק יעזרו למשימות פלנטריות עתידיות לכוכב האדום. זה תורם לשפע של מידע שנאסף על ידי משימות ההליופיזיקה האחרות של הסוכנות, כולל וויאג'ר, פרקר סולארית פרוב, ומשימת ה-ESCAPADE (האצת הפלזמה והדינמיקה) הקרובה.
בכוונת שיגור בסוף 2024, הלוויינים הקטנים התאומים של ESCAPADE יקיפו את מאדים ויצפו במזג האוויר בחלל מנקודת מבט כפולה ייחודית המפורטת יותר ממה ש-MAVEN יכולה למדוד כעת לבד.
עוד על המשימות
Curiosity נבנתה על ידי מעבדת הנעת סילון של נאס"א (JPL), המנוהלת על ידי Caltech בפסדינה, קליפורניה. JPL מוביל את המשימה מטעם מנהלת משימת המדע של נאס"א בוושינגטון.
החוקר הראשי של MAVEN מבוסס במעבדה לפיסיקת אטמוספירה וחלל (LASP) באוניברסיטת קולורדו בולדר. LASP אחראית גם לניהול פעולות מדעיות והסברה ציבורית ותקשורת. מרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט, מרילנד, מנהל את משימת MAVEN. לוקהיד מרטין ספייס בנתה את החללית ואחראית על פעולות המשימה. JPL בדרום קליפורניה מספקת ניווט ותמיכה ברשת החלל העמוק. צוות MAVEN מתכונן לחגוג את שנתה ה-10 של החללית במאדים בספטמבר 2024.
