Forsinkelser på månemissioner kan øge risikoen for solstorme

Planlagte missioner for at returnere mennesker til Månen skal skynde sig for at undgå at ramme en af ​​de travleste perioder for ekstremt rumvejr, ifølge videnskabsmænd, der udfører det mest dybdegående kig nogensinde på timing af solstorm.

Forskere ved University of Reading studerede 150 års rumvejrdata for at undersøge mønstre i timingen af ​​de mest ekstreme begivenheder, som kan være ekstremt farligt for astronauter og satellitter, og endda forstyrre strømnettet, hvis de ankommer til Jorden.

Forskerne fandt for første gang ud af, at ekstreme rumvejrhændelser er mere tilbøjelige til at forekomme tidligt i lige numre af solcyklusser, og sent i cyklusser med ulige numre - såsom den, der lige er startet. De er også mere sandsynlige i travle perioder med solaktivitet og i større cyklusser, spejler mønsteret for moderat rumvejr.

Resultaterne kan have konsekvenser for den NASA-ledede Artemis-mission, som planlægger at returnere mennesker til månen i 2024, men som kan blive forsinket til slutningen af ​​2020'erne.

Professor Mathew Owens, en rumfysiker ved University of Reading, sagde:"Indtil nu, man troede, at de mest ekstreme rumvejrshændelser var tilfældige i deres timing, og derfor kunne der ikke gøres meget for at planlægge omkring dem.

"Imidlertid, denne forskning tyder på, at de er mere forudsigelige, generelt følger de samme "sæsoner" af aktivitet som mindre rum-vejr-begivenheder. Men de viser også nogle vigtige forskelle i løbet af den mest aktive sæson, som kunne hjælpe os med at undgå skadelige rumvejreffekter.

"Disse nye resultater burde give os mulighed for at lave bedre vejrudsigter i rummet for den solcyklus, der lige er begyndt og vil løbe i et årti eller deromkring. Det tyder på eventuelle væsentlige rummissioner i de kommende år – inklusive tilbagevendende astronauter til Månen og senere, til Mars - vil være mindre tilbøjelige til at støde på ekstreme rumvejrshændelser i den første halvdel af solcyklussen end den anden."

Ekstremt rumvejr er drevet af enorme udbrud af plasma fra Solen, kaldet koronale masseudstødninger, ankommer til Jorden, forårsager en global geomagnetisk forstyrrelse.

Tidligere forskning har generelt fokuseret på, hvor store ekstreme rumvejrhændelser kan være, baseret på observationer af tidligere begivenheder. At forudsige deres timing er langt sværere, fordi ekstreme begivenheder er sjældne, så der er relativt få historiske data til at identificere mønstre.

I den nye undersøgelse, forskerne brugte for første gang en ny metode til at anvende statistisk modellering til stormtiming. De så på data fra de seneste 150 år - den længste periode med data, der er tilgængelige for denne type forskning - optaget af jordbaserede instrumenter, der måler magnetiske felter i jordens atmosfære, beliggende i Storbritannien og Australien.

Solen gennemgår regelmæssige 11-årige cyklusser af sit magnetfelt, hvilket ses i antallet af solpletter på dens overflade. Under denne cyklus skifter Solens magnetiske nord- og sydpoler plads. Hver cyklus inkluderer en sol maksimal periode, hvor solaktiviteten er størst, og en stille sol-minimumsfase.

Tidligere forskning har vist, at moderat rumvejr er mere sandsynligt under solmaksimum end perioden omkring solminimum, og mere sandsynligt under cyklusser med et større solplettal. Imidlertid, dette er den første undersøgelse, der viser, at det samme mønster også gælder for ekstreme begivenheder.

Det vigtigste fund, selvom, var, at ekstreme rumvejrshændelser er mere tilbøjelige til at forekomme tidligt i lige numre af solcyklusser, og sent i ulige cyklusser, såsom cyklus 25, som begyndte i december 2019.

Forskerne mener, at dette kan være på grund af orienteringen af ​​Solens magnetiske felt i stor skala, som vender ved solmaksimum, så det peger modsat Jordens magnetfelt tidligt i lige cyklusser og sent i ulige cyklusser. Denne teori vil kræve mere undersøgelse.

Denne nye forskning om timing af rumvejr gør det muligt at lave forudsigelser for ekstremt rumvejr under solcyklus 25. Den kan derfor bruges til at planlægge timingen af ​​aktiviteter, der kan blive påvirket af ekstremt rumvejr, såsom vedligeholdelse af elnet på Jorden, satellitoperationer, eller større rummissioner.

Resultaterne tyder på, at alle større operationer, der er planlagt ud over de næste fem år, skal tage højde for den højere sandsynlighed for alvorligt rumvejr sent i den nuværende solcyklus mellem 2026 og 2030.

Et stort soludbrud i august 1972, mellem NASAs Apollo 16 og 17 missioner, var stærk nok til, at det kunne have forårsaget store tekniske eller sundhedsmæssige problemer for astronauter, hvis det var opstået, mens de var på vej eller rundt om Månen.