Max Home IndustryВ этом году Солнце достигнет пика активности, что предоставит редкую возможность изучить, как солнечные бури и радиация могут повлиять на будущих астронавтов на Красной планете.
В ближайшие месяцы два марсианских космических аппарата НАСА получат беспрецедентную возможность изучить, как солнечные вспышки — гигантские взрывы на поверхности Солнца — могут повлиять на роботов и будущих астронавтов на Красной планете.
Это связано с тем, что Солнце вступает в период пиковой активности, называемый солнечным максимумом, который случается примерно раз в 11 лет. Во время солнечного максимума Солнце особенно склонно устраивать огненные истерики в самых разных формах, включая солнечные вспышки и выбросы корональной массы, которые запускают радиацию глубоко в космос. Когда на Солнце происходит серия таких вспышек, это называется солнечной бурей.
Магнитное поле Земли в значительной степени защищает нашу планету от воздействия этих бурь. Но Марс давно потерял свое глобальное магнитное поле, что делает Красную планету более уязвимой для энергичных частиц Солнца. Насколько интенсивной будет солнечная активность на Марсе? Исследователи надеются, что нынешний солнечный максимум даст им шанс выяснить это. Прежде чем отправлять туда людей, космическим агентствам необходимо определить, какая защита от радиации потребуется астронавтам.
«Для людей и объектов на марсианской поверхности у нас нет четкого представления о том, какой эффект оказывает радиация во время солнечной активности», — говорит Шеннон Карри из Лаборатории атмосферной и космической физики Университета Колорадо в Боулдере. Карри является главным исследователем орбитального аппарата НАСА MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN), который управляется Центром космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Я бы очень хотел, чтобы в этом году на Марсе произошло «большое» событие — крупное событие, которое мы сможем изучить, чтобы лучше понять солнечную радиацию до того, как астронавты отправятся на Марс».
Измерение максимума и минимума
MAVEN наблюдает за радиацией, солнечными частицами и многим другим с высоты Марса. Тонкая атмосфера планеты может влиять на интенсивность частиц, когда они достигают поверхности, и здесь на помощь приходит ровер НАСА Curiosity. Данные, полученные с помощью детектора радиационной оценки Curiosity, или RAD, помогли ученым понять, как радиация разрушает молекулы углерода на поверхности, что может повлиять на то, сохранились ли там признаки древней микробной жизни. Прибор также дал НАСА представление о том, на какую степень защиты от радиации могут рассчитывать астронавты, используя для защиты пещеры, лавовые трубки или скалы.
Когда происходит солнечное событие, ученые обращают внимание как на количество солнечных частиц, так и на то, насколько они энергичны.
«Вы можете иметь миллион частиц с низкой энергией или 10 частиц с чрезвычайно высокой энергией», — говорит главный исследователь RAD Дон Хасслер из офиса Юго-западного исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо. «В то время как приборы MAVEN более чувствительны к низкоэнергетическим частицам, RAD — единственный прибор, способный увидеть высокоэнергетические частицы, которые проникают через атмосферу на поверхность, где будут находиться астронавты».
На этом аннотированном снимке с маскарадной камеры марсохода НАСА Curiosity показан детектор оценки радиации. Ученые RAD с нетерпением ждут возможности использовать прибор для изучения радиации на марсианской поверхности во время солнечного максимума. 
На этом концепте художника изображен космический аппарат НАСА Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) вблизи Марса. Космический аппарат наблюдает за радиацией, солнечными частицами и многим другим с высоты над Красной планетой.
Когда MAVEN обнаруживает большую солнечную вспышку, команда орбитального аппарата сообщает об этом команде Curiosity, чтобы они могли следить за изменениями в данных RAD. Две миссии могут даже собрать временной ряд, измеряющий изменения с точностью до полусекунды, когда частицы попадают в марсианскую атмосферу, взаимодействуют с ней и в конце концов ударяются о поверхность.
Миссия MAVEN также руководит системой раннего предупреждения, которая позволяет другим командам марсианских космических аппаратов узнать, когда уровень радиации начинает расти. Это позволяет миссиям отключать приборы, которые могут быть уязвимы к солнечным вспышкам, способным нарушить работу электроники и радиосвязь.
Потерянная вода
Изучение солнечного максимума не только поможет обеспечить безопасность астронавтов и космических кораблей, но и поможет понять, почему миллиарды лет назад Марс превратился из теплого и влажного мира, похожего на Землю, в ледяную пустыню, которой он является сегодня.
Планета находится в точке своей орбиты, когда она ближе всего к Солнцу, что приводит к нагреву атмосферы. Это может вызвать пыльные бури, покрывающие поверхность. Иногда бури сливаются, становясь глобальными.
Хотя воды на Марсе осталось мало — в основном лед под поверхностью и на полюсах, — некоторое ее количество все еще циркулирует в атмосфере в виде пара. Ученые задаются вопросом, помогают ли глобальные пылевые бури выбрасывать этот водяной пар, поднимая его высоко над планетой, где атмосфера разрушается во время солнечных бурь. Согласно одной из теорий, этот процесс, повторяющийся достаточно много раз на протяжении веков, может объяснить, как Марс прошел путь от озер и рек до практически полного отсутствия воды.
Если глобальная пылевая буря произойдет одновременно с солнечной бурей, это даст возможность проверить эту теорию. Ученые особенно взволнованы тем, что этот солнечный максимум приходится на начало самого пыльного сезона на Марсе, но они также знают, что глобальная пылевая буря — редкое явление.