Ein kürzlich aufgetretener Sonnensturm lieferte weitere Einzelheiten über die Strahlungsmenge, der künftige Astronauten auf Missionen zum Mars ausgesetzt sein könnten.
Im vergangenen Monat haben die Marsrover und Orbiter der NASA den Forschern eine Fülle von Daten über Sonneneruptionen und koronale Massenauswürfe geliefert dieser Streik Mars – in manchen Fällen sogar Mars-Auroren verursachen. Dies bot eine beispiellose Gelegenheit, zu untersuchen, wie sich solche Ereignisse im Weltraum abspielen ermöglichte die Erfassung der Mengen und Belichtung der Strahlung dass sich die ersten Astronauten auf dem Mars treffen könnten. Das größte Ereignis ereignete sich am 20. Mai mit einer Sonneneruption, die später anhand von Daten der Raumsonde Solar Orbiter auf eine X12-Eruption geschätzt wurde (Sonneneruptionen der X-Klasse sind die stärksten von mehreren Typen). Dort Sonnensturm hat sendet Röntgen- und Gammastrahlen aus der Planet Rot, während ein anschließender koronaler Massenauswurf geladene Teilchen auslöste. Die Röntgen- und Gammastrahlen der Fackel bewegten sich mit Lichtgeschwindigkeit und trafen zuerst ein, während die geladenen Teilchen etwas dahinter zurückblieben und den Mars in nur zehn Minuten erreichten.
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Sonnenstrahlung
Die Entwicklung des Weltraumwetters wurde von Analysten des Moon to Mars Space Weather Analysis Office am Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, genau beobachtet und auf die Möglichkeit des Eintreffens geladener Teilchen nach dem Ausstoß koronaler Masse hingewiesen. Hätten die Astronauten zu diesem Zeitpunkt neben dem Marsrover Curiosity der NASA gestanden, hätten sie eine Strahlendosis von 8.100 Mikrogray erhalten, was 30 Röntgenaufnahmen des Brustkorbs entspricht. Obwohl es nicht tödlich war, war es der größte Anstieg, der vom Radiation Assessment Detector (RAD) von Curiosity seit der Landung des Rovers vor 12 Jahren gemessen wurde.
Die RAD-Daten werden Wissenschaftlern dabei helfen, die höchste Strahlungsexposition zu planen, die Astronauten auf einer Mission zum Mars erfahren könnten, um zu verstehen, welche Schutzmaßnahmen erforderlich wären. Während des Ereignisses am 20. Mai traf so viel Energie des Sturms auf die Oberfläche, dass auf den Schwarzweißbildern der Navigationskameras von Curiosity tatsächlich „Schneeflocken“ zu erkennen waren: weiße Streifen und Flecken, die durch auf die Kameras treffende Partikelladungen verursacht wurden.
In ähnlicher Weise wurde die Sternkamera, die 2001 vom NASA-Orbiter Mars Odyssey zur Orientierung verwendet wurde, mit der Energie von Sonnenteilchen überflutet, die kurzzeitig abschaltete – Odyssey verfügt jedenfalls über andere Orientierungssysteme und hat die Kamera innerhalb einer Stunde wiederhergestellt. Trotz der kurzen Zeit in seiner Sternkamera sammelte der Orbiter mithilfe seines Hochenergie-Neutronendetektors wichtige Daten über Röntgenstrahlen, Gammastrahlen und geladene Teilchen.
Dies war nicht Odysseys erste Begegnung mit einer Sonneneruption: Im Jahr 2003 wurden Sonnenpartikel einer Sonneneruption schließlich auf eine Größe dieser Größenordnung geschätzt.
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Polarlichter auf dem Mars
Hoch über Curiosity hat der NASA-Orbiter MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) einen weiteren Effekt der jüngsten Sonnenaktivität eingefangen: helle Polarlichter auf dem Planeten. Aber die Art und Weise, wie diese Polarlichter entstehen, unterscheidet sich von denen, die man auf der Erde sieht. Tatsächlich ist unser Heimatplanet durch ein starkes Magnetfeld vor geladenen Teilchen geschützt, das Polarlichter normalerweise auf polnahe Regionen beschränkt.
Stattdessen hat der Mars in der Antike sein intern erzeugtes Magnetfeld verloren, sodass es keinen Schutz vor der Flut energiereicher Teilchen gibt. Wenn geladene Teilchen auf die Marsatmosphäre treffen, entstehen Polarlichter, die den gesamten Planeten verschlingen. Bei Sonnenereignissen setzt die Sonne eine Vielzahl energiereicher Teilchen frei, und nur die stärksten können die Oberfläche erreichen und mit RAD gemessen werden. Etwas weniger energiereiche Teilchen, die Polarlichter verursachen, werden vom Solar Energetic Particle-Instrument von MAVEN erfasst.
Wissenschaftler können die Daten dieses Instruments verwenden, um eine Zeitleiste jeder Minute zu rekonstruieren, an der die Sonnenteilchen vorbeizogen, und dabei akribisch zu analysieren, wie sich das Ereignis entwickelte. Daten der NASA-Raumsonde werden nicht nur künftigen Planetenmissionen zum Roten Planeten helfen. Es trägt zur Sammlung einer großen Menge an Informationen durch die anderen heliophysikalischen Missionen der Agentur bei, darunter Voyager, Parker Solar Probe und die bevorstehende Mission ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers).
Mit einem voraussichtlichen Start Ende 2024 werden die beiden Kleinsatelliten von ESCAPADE den Mars umkreisen und das Weltraumwetter aus einer einzigartigen Doppelperspektive beobachten, detaillierter, als MAVEN derzeit allein messen kann.
Quelle: NASAJPL
