La NASA in allerta: gli scienziati si preparano per le tempeste solari su Marte
Analisi dell’attività solare e delle sue implicazioni per la futura esplorazione di Marte
Il Sole sta per raggiungere il picco di attività di quest’anno, offrendo una rara opportunità per studiare come le tempeste solari e la radiazione potrebbero influenzare i futuri astronauti sul Pianeta Rosso.
• Analisi dell’attività solare e delle sue implicazioni per la futura esplorazione di Marte
• Misurazione ad alta e bassa quota
Nelle prossime settimane, due delle sonde marziane della NASA avranno l’opportunità senza precedenti di studiare come le eruzioni solari – gigantesche esplosioni sulla superficie del Sole – potrebbero influenzare i robot e i futuri astronauti su Marte.
Questo perché il Sole sta entrando in un periodo di massima attività chiamato massimo solare, un fenomeno che si verifica all’incirca ogni 11 anni. Durante il massimo solare, il Sole è particolarmente incline a manifestare violente esplosioni in varie forme – tra cui le eruzioni solari e le eiezioni di massa coronale – che lanciano radiazioni nello spazio profondo. Quando una serie di questi eventi solari si verifica, si parla di tempesta solare.
Il campo magnetico terrestre protegge in gran parte il nostro pianeta dagli effetti di queste tempeste. Tuttavia, Marte ha perso il suo campo magnetico globale molto tempo fa, rendendo il Pianeta Rosso più vulnerabile alle particelle energetiche del Sole. Quanto intensa può diventare l’attività solare su Marte? I ricercatori sperano che l’attuale massimo solare possa offrire loro la possibilità di scoprirlo. Prima di inviare esseri umani su Marte, le agenzie spaziali devono determinare, tra i molti altri dettagli, quale tipo di protezione dalle radiazioni gli astronauti richiederebbero.
“Per gli esseri umani e le attrezzature sulla superficie marziana, non abbiamo ancora una chiara comprensione dell’effetto delle radiazioni durante l’attività solare”, ha affermato Shannon Curry dell’Università del Colorado Boulder’s Laboratory for Atmospheric and Space Physics. Curry è il ricercatore principale per l’orbiter MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) della NASA, gestito dal Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. “Mi piacerebbe davvero vedere il ‘grande evento’ su Marte quest’anno – un evento di grandi dimensioni che possiamo studiare per comprendere meglio le radiazioni solari prima che gli astronauti si rechino su Marte”.
Misurazione ad alta e bassa quota
MAVEN osserva le radiazioni, le particelle solari e altro ancora dall’alto sopra Marte. La sottile atmosfera del pianeta può influenzare l’intensità delle particelle entro il momento in cui raggiungono la superficie, che è dove entra in gioco il rover Curiosity della NASA. I dati dal Radiation Assessment Detector, o RAD, di Curiosity hanno aiutato gli scienziati a comprendere come le radiazioni degradano le molecole a base di carbonio sulla superficie, un processo che potrebbe influenzare la conservazione dei segni di antica vita microbica. Lo strumento ha anche fornito alla NASA un’idea di quanto schermo dalle radiazioni gli astronauti potrebbero aspettarsi utilizzando caverne, tubi di lava o pareti rocciose per protezione.
Quando si verifica un evento solare, gli scienziati osservano sia la quantità di particelle solari sia la loro energia.
“Si possono avere un milione di particelle a bassa energia o 10 particelle ad altissima energia”, ha detto il ricercatore principale del RAD, Don Hassler dell’ufficio di Boulder, Colorado, del Southwest Research Institute. “Mentre gli strumenti di MAVEN sono più sensibili a quelli a bassa energia, RAD è l’unico strumento in grado di rilevare quelli ad alta energia che riescono a penetrare l’atmosfera fino alla superficie, dove si troverebbero gli astronauti”.
Quando MAVEN rileva un’importante eruzione solare, il team dell’orbiter avvisa il team di Curiosity affinché possano monitorare i cambiamenti nei dati di RAD. Le due missioni possono persino assemblare una serie temporale che misura i cambiamenti fino al mezzo secondo man mano che le particelle arrivano all’atmosfera marziana, interagiscono con essa e infine colpiscono la superficie.
La missione MAVEN guida anche un sistema di allerta precoce che avvisa gli altri team di missioni marziane quando i livelli di radiazione iniziano ad aumentare. L’avviso consente alle missioni di spegnere gli strumenti che potrebbero essere vulnerabili alle eruzioni solari, che possono interferire con l’elettronica e la comunicazione radio.
Oltre a contribuire a mantenere sicuri astronauti e veicoli spaziali, lo studio del massimo solare potrebbe anche fornire informazioni su perché Marte sia passato da essere un mondo caldo e umido simile alla Terra miliardi di anni fa al deserto ghiacciato che è oggi.
Il pianeta si trova in un punto della sua orbita in cui è più vicino al Sole, il che riscalda l’atmosfera. Ciò può causare tempeste di polvere che coprono la superficie. A volte le tempeste si fondono, diventando globali.
Mentre su Marte rimane poca acqua – principalmente ghiaccio sotto la superficie e ai poli – una certa quantità circola ancora come vapore nell’atmosfera. Gli scienziati si chiedono se le tempeste di polvere globali aiutino a espellere questo vapore acqueo, sollevandolo in alto sopra il pianeta, dove l’atmosfera viene spazzata via durante le tempeste solari. Una teoria è che questo processo, ripetuto abbastanza volte nel corso degli eoni, potrebbe spiegare come Marte sia passato dall’avere laghi e fiumi a praticamente nessuna acqua oggi.
Se una tempesta di polvere globale dovesse verificarsi contemporaneamente a una tempesta solare, offrirebbe l’opportunità di testare quella teoria. Gli scienziati sono particolarmente entusiasti perché questo particolare massimo solare si verifica all’inizio della stagione più polverosa su Marte, ma sanno anche che una tempesta di polvere globale è un evento raro.