Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Astronomi

NASA-forskere gør klar til solstorme på Mars

Denne koronale masseudslyngning, fanget af NASA's Solar Dynamics Observatory, brød ud på solen den 31. august 2012, rejste over 900 miles i sekundet og sendte stråling dybt ud i rummet. Jordens magnetfelt skærmer den mod stråling produceret af solbegivenheder som denne, mens Mars mangler den slags afskærmning. Kredit:NASA/GFSC/SDO

I de kommende måneder vil to af NASAs Mars-rumfartøjer få en hidtil uset mulighed for at studere, hvordan soludbrud – gigantiske eksplosioner på solens overflade – kan påvirke robotter og fremtidige astronauter på den røde planet.



Det skyldes, at solen går ind i en periode med spidsaktivitet kaldet solmaksimum, noget der forekommer omtrent hvert 11. år. Under solmaksimum er solen især tilbøjelig til at kaste flammende raserianfald i en række forskellige former - inklusive soludbrud og koronale masseudslyngninger - der sender stråling dybt ud i rummet. Når en række af disse solbegivenheder bryder ud, kaldes det en solstorm.

Jordens magnetfelt beskytter stort set vores hjemmeplanet mod virkningerne af disse storme. Men Mars mistede sit globale magnetfelt for længe siden, hvilket gjorde den røde planet mere sårbar over for solens energiske partikler. Hvor intens bliver solaktiviteten på Mars? Forskere håber, at det nuværende solmaksimum vil give dem en chance for at finde ud af det. Før de sender mennesker dertil, skal rumbureauer blandt mange andre detaljer bestemme, hvilken slags strålingsbeskyttelse astronauter vil kræve.

"For mennesker og aktiver på Mars-overfladen har vi ikke et solidt greb om, hvad effekten er fra stråling under solaktivitet," sagde Shannon Curry fra University of Colorado Boulders Laboratory for Atmospheric and Space Physics. Curry er hovedefterforsker for NASAs MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutionN) orbiter, som styres af NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Jeg ville faktisk elske at se den 'store' på Mars i år - en stor begivenhed, som vi kan studere for at forstå solstråling bedre, før astronauter tager til Mars."

Lær hvordan NASAs MAVEN og agenturets Curiosity rover vil studere soludbrud og stråling på Mars under solmaksimum - en periode, hvor solen er i topaktivitet. Kredit:NASA/JPL-Caltech/GSFC/SDO/MSSS/University of Colorado

Måler højt og lavt

MAVEN observerer stråling, solpartikler og mere fra højt over Mars. Planetens tynde atmosfære kan påvirke intensiteten af ​​partiklerne, når de når overfladen, og det er her, NASAs Curiosity-rover kommer ind. Data fra Curiosity's Radiation Assessment Detector, eller RAD, har hjulpet forskere med at forstå, hvordan stråling nedbryder kulstofbaserede molekyler på overfladen, en proces, der kan påvirke, om tegn på gammelt mikrobielt liv er bevaret der. Instrumentet har også givet NASA en idé om, hvor meget afskærmning fra stråling astronauter kan forvente ved at bruge huler, lavarør eller klippeflader til beskyttelse.

Når en solbegivenhed indtræffer, ser forskerne både på mængden af ​​solpartikler og hvor energiske de er.

"Du kan have en million partikler med lav energi eller 10 partikler med ekstrem høj energi," sagde RADs hovedefterforsker, Don Hassler fra Boulder, Colorado, kontor for Southwest Research Institute. "Mens MAVENs instrumenter er mere følsomme over for lavenergiinstrumenter, er RAD det eneste instrument, der er i stand til at se de højenergiske instrumenter, der kommer gennem atmosfæren til overfladen, hvor astronauter ville være."

Når MAVEN registrerer et stort soludbrud, giver orbiterens hold besked til Curiosity-holdet, så de kan holde øje med ændringer i RADs data. De to missioner kan endda samle en tidsserie, der måler ændringer ned til det halve sekund, når partikler ankommer til Mars-atmosfæren, interagerer med den og til sidst rammer overfladen.

MAVEN-missionen fører også et tidligt varslingssystem, der lader andre Mars-rumfartøjshold vide, hvornår strålingsniveauerne begynder at stige. Heads-up gør det muligt for missioner at slukke for instrumenter, der kan være sårbare over for soludbrud, som kan forstyrre elektronik og radiokommunikation.

Radiation Assessment Detector på NASA's Curiosity er angivet i dette annonterede billede fra roverens Mastcam. RAD-forskere er begejstrede for at bruge instrumentet til at studere stråling på Mars-overfladen under solmaksimum. Kredit:NASA/JPL-Caltech/MSSS

Mistet vand

Udover at hjælpe med at holde astronauter og rumfartøjer sikre, kan studier af solmaksimum også give indsigt i, hvorfor Mars ændrede sig fra at være en varm, våd jordlignende verden for milliarder af år siden til den frysende ørken, den er i dag.

Planeten er på et punkt i sin bane, når den er tættest på solen, hvilket varmer atmosfæren op. Det kan få bølgende støvstorme til at dække overfladen. Nogle gange smelter stormene sammen og bliver globale.

Mens der er lidt vand tilbage på Mars - for det meste is under overfladen og ved polerne - cirkulerer noget stadig som damp i atmosfæren. Forskere spekulerer på, om globale støvstorme hjælper med at udstøde denne vanddamp og løfter den højt over planeten, hvor atmosfæren bliver fjernet under solstorme. En teori er, at denne proces, der gentages nok gange over æoner, kan forklare, hvordan Mars gik fra at have søer og floder til stort set intet vand i dag.

Hvis en global støvstorm skulle opstå samtidig med en solstorm, ville det give mulighed for at teste den teori. Forskere er især begejstrede, fordi dette særlige solmaksimum indtræffer i starten af ​​den mest støvede sæson på Mars, men de ved også, at en global støvstorm er en sjælden begivenhed.

Leveret af NASA




Varme artikler