Questa espulsione di massa coronale, catturata dal Solar Dynamics Observatory della NASA, è esplosa sul Sole il 31 agosto 2012, viaggiando a più di 900 miglia al secondo e inviando radiazioni nelle profondità dello spazio. Il campo magnetico della Terra la protegge dalle radiazioni provenienti da eventi solari come questo, mentre Marte non ha questo tipo di protezione. Fonte: NASA/SDO
Il Sole sarà più attivo quest’anno, offrendo una rara opportunità di studiare come le tempeste solari e le radiazioni influenzeranno i futuri astronauti sul Pianeta Rosso.
Nei prossimi mesi, due di NASA'S Marte I veicoli spaziali avranno un'opportunità senza precedenti di studiare come i brillamenti solari – gigantesche esplosioni sulla superficie del Sole – influenzano i futuri robot e astronauti sul Pianeta Rosso.
Questo perché il Sole sta entrando in un periodo di picco di attività chiamato massimo solare, cosa che accade circa ogni 11 anni. Durante il massimo solare, il Sole è particolarmente incline a esplosioni di fuoco in una varietà di forme, tra cui… Brillamenti solari E Eiezione di massa coronale – Che rilascia radiazioni nelle profondità dello spazio. Quando scoppia una serie di questi eventi solari, si parla di tempesta solare.
Scopri come il rover MAVEN della NASA e il rover Curiosity dell'agenzia studiano i brillamenti solari e le radiazioni su Marte durante il massimo solare, il periodo in cui il Sole è più attivo. Credito: NASA/Laboratorio di propulsione a reazione– Caltech/GSFC/SDO/MSSS/Università del Colorado
Il campo magnetico terrestre protegge in gran parte il nostro pianeta dagli effetti di queste tempeste. Ma Marte ha perso il suo campo magnetico globale molto tempo fa, rendendo il Pianeta Rosso più vulnerabile alle particelle energetiche provenienti dal Sole. Quanto è intensa l'attività solare su Marte? I ricercatori sperano che l’attuale massimo solare dia loro la possibilità di scoprirlo. Prima di inviare esseri umani lì, le agenzie spaziali devono determinare, tra molti altri dettagli, di quale tipo di radioprotezione avranno bisogno gli astronauti.
“Per quanto riguarda gli esseri umani e le origini marziane, non abbiamo una solida conoscenza dell'impatto delle radiazioni durante l'attività solare”, ha affermato Shannon Curry del Laboratorio di fisica atmosferica e spaziale presso l'Università del Colorado Boulder. Curry è il ricercatore principale dell'orbiter MAVEN (Mars Atmospheric and Volatile Evolution) della NASA, gestito dal Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. “In realtà mi piacerebbe vedere un 'grande evento' su Marte quest'anno, un grande evento che possiamo studiare per comprendere meglio la radiazione solare prima che gli astronauti vadano su Marte.”
Il rilevatore di valutazione delle radiazioni sul rover Curiosity della NASA è evidenziato in questa immagine Mastcam annotata del rover. Gli scienziati della RAD sono entusiasti di utilizzare lo strumento per studiare la radiazione su Marte durante il massimo solare. Fonte immagine: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Misura altezza e caduta
MAVEN monitora le radiazioni, le particelle solari e altro ancora da sopra la superficie di Marte. La sottile atmosfera di un pianeta può influenzare la densità delle molecole nel momento in cui raggiungono la superficie, ed è qui che entra in gioco la navicella spaziale Curiosity della NASA. Dati dal rilevatore di valutazione delle radiazioni di Curiosity, o RadHa aiutato gli scienziati a capire come le radiazioni scompongono le molecole di carbonio sulla superficie, un processo che potrebbe influenzare la conservazione dei segni dell’antica vita microbica. Lo strumento ha inoltre fornito alla NASA un’idea di quanta protezione gli astronauti potrebbero aspettarsi dalle radiazioni utilizzando caverne, tubi di lava o pareti rocciose per proteggersi.
Quando si verifica un evento solare, gli scienziati osservano la quantità di particelle solari e quanto sono attive.
Il concept di questo artista raffigura l'atmosfera marziana e la navicella spaziale MAVEN della NASA vicino a Marte. Credito: NASA/GSFC
“Potremmo avere 1 milione di particelle a bassa energia o 10 particelle ad altissima energia”, ha detto il ricercatore principale della RAD Don Hassler, dell'ufficio del Southwest Research Institute di Boulder, in Colorado. “Mentre gli strumenti MAVEN sono più sensibili agli strumenti a bassa energia, RAD è l’unico strumento in grado di vedere strumenti ad alta energia che possono attraversare l’atmosfera fino alla superficie, dove si troveranno gli astronauti”.
Quando MAVEN rileva un grande brillamento solare, il team dell'orbiter dice al team di Curiosity di cosa si tratta in modo che possano monitorare i cambiamenti nei dati RAD. Le due missioni possono anche compilare una serie temporale che misura i cambiamenti fino a mezzo secondo quando le particelle raggiungono l’atmosfera marziana, interagiscono con essa e infine colpiscono la superficie.
La missione MAVEN gestisce anche un sistema di allerta precoce che consente ad altri team di veicoli spaziali su Marte di sapere quando i livelli di radiazioni iniziano ad aumentare. Il sistema di allarme consente alle missioni di spegnere i dispositivi che potrebbero essere vulnerabili ai brillamenti solari, che possono interferire con l’elettronica e le comunicazioni radio.
Acqua persa
Oltre ad aiutare a garantire la sicurezza degli astronauti e dei veicoli spaziali, lo studio del massimo solare potrebbe anche fornire informazioni sul motivo per cui Marte si è trasformato da un mondo caldo, umido, simile alla Terra miliardi di anni fa a un deserto ghiacciato oggi.
Il pianeta si trova in un punto della sua orbita in cui è più vicino al Sole, riscaldando l'atmosfera. Ciò può causare l'aumento delle tempeste di polvere che coprono la superficie. A volte le tempeste si fondono, diventando globali (vedi immagine sotto).
Marte prima e dopo la tempesta di polvere: filmati affiancati mostrano come la tempesta di polvere globale del 2018 coprì il pianeta rosso, grazie alla fotocamera Mars Color Imager (MARCI) a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter della NASA. Questa tempesta di polvere globale ha causato la perdita di contatto della navicella spaziale della NASA con la Terra. Fonte immagine: NASA/JPL-Caltech/MSSS
Anche se su Marte è rimasta poca acqua – per lo più ghiaccio sotto la superficie e ai poli – una parte di essa circola ancora sotto forma di vapore nell’atmosfera. Gli scienziati si chiedono se le tempeste di polvere globali aiutino a spingere fuori questo vapore acqueo, sollevandolo al di sopra del pianeta, dove l’atmosfera viene strappata via durante le tempeste solari. Una teoria è che questo processo, ripetuto abbastanza volte nel corso di eoni, potrebbe spiegare come Marte sia passato dall’avere laghi e fiumi all’essere oggi praticamente privo di acqua.
Se una tempesta di polvere globale si verificasse contemporaneamente a una tempesta solare, ciò fornirebbe l’opportunità di testare questa teoria. Gli scienziati sono particolarmente entusiasti perché questo massimo solare si verifica all’inizio della stagione più polverosa di Marte, ma sanno anche che una tempesta di polvere globale è rara.
Maggiori informazioni sulle missioni
Il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, gestisce la missione MAVEN. Lockheed Martin Space ha costruito la navicella spaziale ed è responsabile delle operazioni di missione. JPL fornisce supporto per la navigazione e la rete dello spazio profondo. Il Laboratorio di fisica atmosferica e spaziale dell'Università del Colorado Boulder è responsabile della gestione delle operazioni scientifiche, della sensibilizzazione del pubblico e delle comunicazioni.
Curiosity è stato costruito dal Jet Propulsion Laboratory della NASA, gestito dal California Institute of Technology di Pasadena, in California. Il JPL sta guidando la missione per conto del Science Mission Directorate della NASA a Washington. L'indagine RAD è supportata dalla Divisione Eliofisica della NASA come parte dell'Osservatorio del sistema eliofisico della NASA (HSO).
