Dane z marsjańskich sond pokazały coś niezwykłego. Poziom promieniowania wzrósł tam aż o 7500 procent. To jeden z najbardziej ekstremalnych epizodów radiacyjnych, jakie kiedykolwiek zarejestrowano na Czerwonej Planecie. I jednocześnie bardzo ważna wskazówka dla przyszłych misji załogowych.
Słońce potrafi wywołać kosmiczną burzę
W maju 2024 roku Słońce znajdowało się w fazie bardzo wysokiej aktywności związanej z maksimum cyklu słonecznego. W krótkim czasie na jego powierzchni pojawiła się seria ogromnych rozbłysków oraz wyrzutów koronalnych – potężnych chmur naładowanej plazmy wyrzucanych w przestrzeń kosmiczną z prędkością milionów kilometrów na godzinę. Gdy fala wysokoenergetycznych cząstek dociera do planet, potrafi znacząco zwiększyć poziom promieniowania. Ziemia jest w dużej mierze chroniona przez magnetosferę i atmosferę, które działają jak naturalna tarcza. Mars nie ma jednak takiego luksusu.
Czerwona Planeta utraciła globalne pole magnetyczne miliardy lat temu, a jej atmosfera jest znacznie cieńsza niż ziemska. W efekcie powierzchnia planety pozostaje znacznie bardziej wystawiona na działanie kosmicznych cząstek energetycznych. Gdy nadciąga burza słoneczna, Mars praktycznie przyjmuje ją “na klatę”.
Rekordowy wzrost promieniowania
Podczas superburzy z maja 2024 roku instrumenty na kilku marsjańskich misjach zarejestrowały gwałtowny skok poziomu promieniowania. W niektórych momentach jego natężenie było ponad 75 razy większe niż normalnie, czyli wzrosło o około 7500 procent. Pomiarów dokonywały m.in. instrumenty na pokładzie orbitujących sond oraz łazików działających na powierzchni planety. Dzięki temu naukowcy mogli obserwować, jak wysokoenergetyczne cząstki docierają do Marsa i jak zmieniają się warunki radiacyjne w jego otoczeniu.
Tak gwałtowne epizody promieniowania mogą wpływać na działanie elektroniki pokładowej, instrumentów naukowych, a w przyszłości – także na bezpieczeństwo astronautów. Warto przy tym pamiętać, że takie wydarzenia trwają zwykle stosunkowo krótko – od kilku godzin do kilku dni. Jednak ich intensywność potrafi być na tyle duża, że mogą stanowić poważne zagrożenie dla misji kosmicznych.
W perspektywie najbliższych dekad wiele agencji kosmicznych poważnie rozważa wysłanie ludzi na Marsa. W takim scenariuszu promieniowanie staje się jednym z największych problemów technologicznych i biologicznych. Podróż międzyplanetarna trwa miesiące, a sama powierzchnia Marsa nie zapewnia takiej ochrony jak Ziemia. Epizody podobne do tej superburzy słonecznej mogłyby w krótkim czasie znacząco zwiększyć dawkę promieniowania, jaką otrzymaliby astronauci.
Dlatego właśnie dane z takich wydarzeń są tak cenne. Pozwalają naukowcom lepiej zrozumieć, jak często występują ekstremalne burze słoneczne i jak silne mogą być ich skutki na Marsie. Dzięki temu można projektować skuteczniejsze osłony radiacyjne, odpowiednie procedury bezpieczeństwa oraz miejsca schronienia dla przyszłych załóg. Co ciekawe, jednym z rozważanych rozwiązań jest budowanie marsjańskich baz częściowo pod powierzchnią planety – na przykład w naturalnych tunelach lawowych. Kilka metrów skały mogłoby działać jak naturalny pancerz chroniący przed kosmicznym promieniowaniem.
Mars jako naturalne laboratorium kosmicznej pogody
Mars w pewnym sensie pełni dziś rolę niezwykłego laboratorium badań nad tzw. pogodą kosmiczną. Na Ziemi wiele zjawisk jest maskowanych przez magnetosferę i gęstą atmosferę, które pochłaniają znaczną część promieniowania. Na Marsie naukowcy mogą obserwować niemal bezpośrednio, jak cząstki z rozbłysków słonecznych oddziałują z atmosferą i powierzchnią planety. To pozwala lepiej zrozumieć mechanizmy transportu energii w przestrzeni międzyplanetarnej.
Takie badania są ważne nie tylko dla eksploracji Marsa. Pomagają także przewidywać skutki silnych burz słonecznych dla Ziemi – od zakłóceń w systemach GPS po potencjalne awarie satelitów i sieci energetycznych. Kosmiczna eksploracja często kojarzy się z romantyczną wizją odkrywania nowych światów. Dane z Marsa przypominają jednak, że przestrzeń kosmiczna jest środowiskiem znacznie bardziej surowym, niż sugerują science-fiction.
Wystarczy jedna potężna erupcja na Słońcu, by warunki radiacyjne na sąsiedniej planecie zmieniły się w ciągu godzin w coś, co przypomina prawdziwą kosmiczną burzę. Mars pokazuje to w sposób niemal podręcznikowy – jak planeta pozbawiona magnetycznej tarczy reaguje na kaprysy swojej gwiazdy. Z tej perspektywy każde nowe pomiary z Czerwonej Planety są czymś więcej niż kolejną ciekawostką naukową. To fragment układanki, który pomaga nam zrozumieć, jak przygotować się na moment, gdy człowiek spróbuje tam naprawdę zamieszkać.
Źródła: IFL Science; NASA