Τους επόμενους μήνες, δύο από τα διαστημόπλοια του Άρη της NASA θα έχουν μια άνευ προηγουμένου ευκαιρία να μελετήσουν πώς οι ηλιακές εκλάμψεις – γιγάντιες εκρήξεις στην επιφάνεια του Ήλιου – θα μπορούσαν να επηρεάσουν τα ρομπότ και τους μελλοντικούς αστροναύτες στον Κόκκινο Πλανήτη.

Αυτό συμβαίνει επειδή ο Ήλιος εισέρχεται σε μια περίοδο αιχμής δραστηριότητας που ονομάζεται ηλιακό μέγιστο, κάτι που συμβαίνει περίπου κάθε 11 χρόνια. Κατά τη διάρκεια του ηλιακού μέγιστου, ο Ήλιος είναι ιδιαίτερα επιρρεπής στο να εκτοξεύει πύρινα ξεσπάσματα σε διάφορες μορφές – συμπεριλαμβανομένων των ηλιακών εκλάμψεων και των εκτοξεύσεων μάζας στεμμάτων – που εκτοξεύουν ακτινοβολία βαθιά στο διάστημα. Όταν μια σειρά από αυτά τα ηλιακά συμβάντα εκρήγνυται, ονομάζεται ηλιακή καταιγίδα.

Το μαγνητικό πεδίο της Γης προστατεύει σε μεγάλο βαθμό τον πλανήτη μας από τις επιπτώσεις αυτών των καταιγίδων. Όμως ο Άρης έχασε το παγκόσμιο μαγνητικό του πεδίο εδώ και πολύ καιρό, αφήνοντας τον Κόκκινο Πλανήτη πιο ευάλωτο στα ενεργητικά σωματίδια του Ήλιου. Πόσο έντονη είναι η ηλιακή δραστηριότητα στον Άρη; Οι ερευνητές ελπίζουν ότι το τρέχον ηλιακό μέγιστο θα τους δώσει την ευκαιρία να το ανακαλύψουν. Πριν στείλουν ανθρώπους εκεί, οι διαστημικές υπηρεσίες πρέπει να καθορίσουν, μεταξύ πολλών άλλων λεπτομερειών, τι είδους ακτινοπροστασία θα χρειάζονταν οι αστροναύτες.

«Για τους ανθρώπους και τα περιουσιακά στοιχεία στην επιφάνεια του Άρη, δεν έχουμε σταθερή λαβή για το ποια είναι η επίδραση της ακτινοβολίας κατά τη διάρκεια της ηλιακής δραστηριότητας», δήλωσε η Shannon Curry από το Εργαστήριο Ατμοσφαιρικής και Διαστημικής Φυσικής του Πανεπιστημίου του Κολοράντο Boulder. Ο Κάρι είναι ο κύριος ερευνητής του τροχιακού MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) της NASA , το οποίο διαχειρίζεται το Διαστημικό Κέντρο Πτήσεων Goddard της NASA στο Greenbelt του Μέριλαντ. «Θα ήθελα πραγματικά να δω το «μεγάλο» στον Άρη φέτος – ένα μεγάλο γεγονός που μπορούμε να μελετήσουμε για να κατανοήσουμε καλύτερα την ηλιακή ακτινοβολία πριν οι αστροναύτες πάνε στον Άρη».

Η λεπτή ατμόσφαιρα του πλανήτη μπορεί να επηρεάσει την ένταση των σωματιδίων μέχρι να φτάσουν στην επιφάνεια, όπου έρχεται το ρόβερ Curiosity της NASA. Τα δεδομένα από τον ανιχνευτή αξιολόγησης ακτινοβολίας Curiosity ή RAD βοήθησαν τους επιστήμονες να κατανοήσουν πώς η ακτινοβολία διασπά τα μόρια που βασίζονται στον άνθρακα επιφανειακά, μια διαδικασία που θα μπορούσε να επηρεάσει αν σώζονται εκεί σημάδια αρχαίας μικροβιακής ζωής. Το όργανο έδωσε επίσης στη NASA μια ιδέα για το πόση θωράκιση από την ακτινοβολία θα μπορούσαν να περιμένουν οι αστροναύτες χρησιμοποιώντας σπήλαια, σωλήνες λάβας ή όψεις από γκρεμούς για προστασία.

Όταν συμβαίνει ένα ηλιακό γεγονός, οι επιστήμονες εξετάζουν τόσο την ποσότητα των ηλιακών σωματιδίων όσο και πόσο ενεργητικά είναι.

«Μπορείτε να έχετε ένα εκατομμύριο σωματίδια με χαμηλή ενέργεια ή 10 σωματίδια με εξαιρετικά υψηλή ενέργεια», είπε ο κύριος ερευνητής της RAD, Ντον Χάσλερ από το Boulder, Κολοράντο, γραφείο του Southwest Research Institute. «Ενώ τα όργανα του MAVEN είναι πιο ευαίσθητα σε αυτά με χαμηλότερη ενέργεια, το RAD είναι το μόνο όργανο που μπορεί να δει εκείνα υψηλής ενέργειας που φτάνουν μέσω της ατμόσφαιρας στην επιφάνεια, όπου θα βρίσκονταν οι αστροναύτες».

Όταν το MAVEN ανιχνεύσει μια μεγάλη ηλιακή έκλαμψη, η ομάδα του τροχιακού ενημερώνει την ομάδα Curiosity, ώστε να μπορούν να παρακολουθούν για αλλαγές στα δεδομένα της RAD. Οι δύο αποστολές μπορούν ακόμη και να συναρμολογήσουν μια χρονοσειρά που μετρά τις αλλαγές στο μισό δευτερόλεπτο καθώς τα σωματίδια φτάνουν στην ατμόσφαιρα του Άρη, αλληλεπιδρούν μαζί της και τελικά χτυπούν την επιφάνεια.

Η αποστολή MAVEN οδηγεί επίσης ένα σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης που επιτρέπει σε άλλες ομάδες διαστημικών σκαφών του Άρη να γνωρίζουν πότε αρχίζουν να αυξάνονται τα επίπεδα ακτινοβολίας. Το heads-up δίνει τη δυνατότητα στις αποστολές να απενεργοποιούν όργανα που θα μπορούσαν να είναι ευάλωτα σε ηλιακές εκλάμψεις, οι οποίες μπορεί να επηρεάσουν την ηλεκτρονική και την ραδιοεπικοινωνία.

Χαμένο νερό
Πέρα από τη βοήθεια για τη διατήρηση της ασφάλειας των αστροναυτών και των διαστημικών σκαφών, η μελέτη του ηλιακού μέγιστου θα μπορούσε επίσης να δώσει μια εικόνα για το γιατί ο Άρης άλλαξε από έναν ζεστό, υγρό κόσμο σαν τη Γη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια στην παγωμένη έρημο που είναι σήμερα.

Ο πλανήτης βρίσκεται σε ένα σημείο της τροχιάς του όταν είναι πιο κοντά στον Ήλιο, γεγονός που θερμαίνει την ατμόσφαιρα. Αυτό μπορεί να προκαλέσει καταιγίδες σκόνης που φουσκώνουν την επιφάνεια. Μερικές φορές οι καταιγίδες συγχωνεύονται, γίνονται παγκόσμιες (βλ. εικόνα παρακάτω).

Ενώ έχει απομείνει λίγο νερό στον Άρη – κυρίως πάγος κάτω από την επιφάνεια και στους πόλους – κάποιο ακόμα κυκλοφορεί ως ατμός στην ατμόσφαιρα. Οι επιστήμονες αναρωτιούνται εάν οι παγκόσμιες καταιγίδες σκόνης βοηθούν στην εκτόξευση αυτού του υδρατμού, υψώνοντάς τον ψηλά πάνω από τον πλανήτη, όπου η ατμόσφαιρα απογυμνώνεται κατά τη διάρκεια των ηλιακών καταιγίδων. Μια θεωρία είναι ότι αυτή η διαδικασία, που επαναλήφθηκε αρκετές φορές σε αιώνες, μπορεί να εξηγήσει πώς ο Άρης έγινε από λίμνες και ποτάμια σχεδόν χωρίς νερό σήμερα.

Εάν μια παγκόσμια καταιγίδα σκόνης εμφανιζόταν ταυτόχρονα με μια ηλιακή καταιγίδα, θα παρείχε την ευκαιρία να δοκιμαστεί αυτή η θεωρία. Οι επιστήμονες είναι ιδιαίτερα ενθουσιασμένοι επειδή αυτό το συγκεκριμένο ηλιακό μέγιστο συμβαίνει στην αρχή της εποχής με τη μεγαλύτερη σκόνη στον Άρη, αλλά γνωρίζουν επίσης ότι μια παγκόσμια καταιγίδα σκόνης είναι ένα σπάνιο φαινόμενο.

photo: freepik