В ближайшие месяцы два космических аппарата НАСА "Марс" получат беспрецедентную возможность изучить, как солнечные вспышки — гигантские взрывы на поверхности Солнца — могут повлиять на роботов и будущих астронавтов на Красной планете. Это связано с тем, что солнце вступает в период максимальной активности, называемый солнечным максимумом, который происходит примерно каждые 11 лет. Во время солнечного максимума солнце особенно подвержено вспышкам гнева в различных формах, включая солнечные вспышки и корональные выбросы массы, которые выбрасывают излучение далеко в космос. Когда происходит серия таких солнечных событий, это называется солнечной бурей. Магнитное поле Земли в значительной степени защищает нашу родную планету от воздействия этих бурь. Но Марс давно утратил свое глобальное магнитное поле, что сделало Красную планету более уязвимой для энергетических частиц Солнца. Насколько интенсивной становится солнечная активность на Марсе? Исследователи надеются, что нынешний солнечный максимум даст им шанс выяснить это. Прежде чем отправлять туда людей, космическим агентствам необходимо определить, среди многих других деталей, какая защита от радиации потребуется астронавтам. "Что касается людей и объектов на поверхности Марса, то у нас нет четкого представления о том, какой эффект оказывает излучение во время солнечной активности", - говорит Шеннон Карри из лаборатории физики атмосферы и космоса Университета Колорадо в Боулдере.
Карри является главным исследователем орбитального аппарата НАСА MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN), которым управляет Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. "На самом деле мне бы очень хотелось увидеть "большое событие" на Марсе в этом году — крупное событие, которое мы могли бы изучить, чтобы лучше понять солнечную радиацию, прежде чем астронавты отправятся на Марс". MAVEN наблюдает излучение, солнечные частицы и многое другое с высоты полета над Марсом. Разреженная атмосфера планеты может влиять на интенсивность частиц к тому времени, когда они достигают поверхности, и именно здесь в дело вступает марсоход Curiosity НАСА. Данные, полученные с помощью детектора радиационной оценки Curiosity, или RAD, помогли ученым понять, как радиация разрушает молекулы на основе углерода на поверхности, и этот процесс может повлиять на то, сохранились ли там признаки древней микробной жизни. Прибор также позволил НАСА получить представление о том, на какую защиту от радиации могут рассчитывать астронавты, используя пещеры, лавовые трубы или отвесные скалы.
Когда происходит солнечное событие, ученые обращают внимание как на количество солнечных частиц, так и на их энергию. "У вас может быть миллион частиц с низкой энергией или 10 частиц с чрезвычайно высокой энергией", - сказал главный исследователь RAD Дон Хасслер из Боулдера, штат Колорадо, отделения Юго-Западного исследовательского института. "В то время как приборы MAVEN более чувствительны к излучениям с низкой энергией, RAD - единственный прибор, способный видеть излучение с высокой энергией, которое проникает через атмосферу на поверхность, где могли бы находиться астронавты". Когда MAVEN обнаруживает мощную вспышку на солнце, команда орбитального аппарата сообщает об этом команде Curiosity, чтобы они могли следить за изменениями в данных RAD. Обе миссии могут даже составить временной ряд, измеряющий изменения с точностью до полусекунды, когда частицы попадают в атмосферу Марса, взаимодействуют с ней и в конечном итоге ударяются о поверхность.
Миссия MAVEN также управляет системой раннего предупреждения, которая позволяет другим командам космических аппаратов на Марсе узнавать, когда уровень радиации начинает повышаться. Система оповещения позволяет миссиям отключать приборы, которые могут быть уязвимы для солнечных вспышек, которые могут создавать помехи для электроники и радиосвязи. Помимо обеспечения безопасности астронавтов и космических аппаратов, изучение солнечного максимума может также помочь понять, почему миллиарды лет назад Марс превратился из теплого и влажного мира, похожего на Землю, в ледяную пустыню, которой он является сегодня. Планета находится в точке своей орбиты, когда она находится ближе всего к Солнцу, что приводит к нагреву атмосферы. Это может вызвать пылевые бури, которые покрывают поверхность. Иногда штормы сливаются, становясь глобальными.
Хотя на Марсе осталось мало воды — в основном лед под поверхностью и на полюсах, — некоторое ее количество все еще циркулирует в атмосфере в виде паров. Ученые задаются вопросом, способствуют ли глобальные пыльные бури выбросу этого водяного пара, поднимая его высоко над планетой, где атмосфера разрушается во время солнечных бурь. Одна из теорий заключается в том, что этот процесс, повторяющийся достаточное количество раз на протяжении веков, может объяснить, как Марс превратился из места, где были озера и реки, в место, где сегодня практически нет воды. Если бы глобальная пыльная буря произошла одновременно с солнечной, это дало бы возможность проверить эту теорию. Ученые особенно взволнованы, потому что этот конкретный солнечный максимум приходится на начало самого пыльного сезона на Марсе, но они также знают, что глобальная пыльная буря - редкое явление.
