Utilizzando i dati originariamente raccolti per la "pulizia" dei veicoli spaziali a bordo delle missioni Rosetta e Mars Express dell'ESA, gli scienziati hanno rivelato quanto intense esplosioni di radiazioni ad alta energia, conosciuti come raggi cosmici, comportarsi su Marte e in tutto il sistema solare interno.

I dati sulle pulizie vengono raccolti dalla maggior parte dei veicoli spaziali e dei componenti, ed è utilizzato dai team di ingegneri per monitorare la salute dei veicoli spaziali e diagnosticare i guasti (registrando parametri come la salute dei componenti e lo stato "on/off", Per esempio). Tali dati potrebbero essere collegati a fenomeni scientificamente interessanti, e quindi rappresentano una preziosa risorsa scientifica che rimane per lo più inesplorata.

Gli oggetti nello spazio sono regolarmente colpiti da particelle cariche che fluiscono dalla più ampia Via Lattea, compresi i raggi cosmici. I raggi cosmici possono causare danni elettronici se colpiscono l'hardware spaziale e minacciano la salute umana nelle missioni con equipaggio nell'orbita terrestre, quando gli astronauti sono meno protetti dalle radiazioni dell'atmosfera del nostro pianeta. La minaccia rappresentata dai raggi cosmici sarà ancora maggiore per le missioni con equipaggio che si avventureranno ulteriormente nello spazio, per esempio alla Luna e a Marte.

Per tenere sotto controllo la salute dei veicoli spaziali, le missioni spaziali registrano quando i raggi cosmici colpiscono un computer di bordo e causano errori di memoria, qualcosa noto come rilevamento e correzione degli errori, o EDAC.

"Mars Express ha raccolto queste misurazioni dal lancio. Abbiamo avuto accesso ai dati raccolti dal 2005, fornendoci un incredibile set di dati di 15 anni che copre quasi l'intera durata della missione, una vera rarità, "dice Elise Wright Knutsen, autore principale del nuovo studio, già tirocinante presso il Centro europeo di ricerca e tecnologia spaziale dell'ESA (ESTEC), e ora a LATMOS/IPSL, Francia.

Alcuni fattori influenzano l'intensità dei raggi cosmici che vediamo nel sistema solare, compreso dove siamo nel ciclo di attività periodica di 11 anni del sole, e distanza dal sole. "Siamo stati in grado di esplorare in dettaglio la relazione tra raggio cosmico e sole grazie ai dati EDAC di due importanti missioni ESA:Mars Express e Rosetta, " afferma Elise. "Questa è la prima volta che i dati EDAC sono stati utilizzati in questo modo:sono stati utilizzati in precedenza per esplorare eventi solari a breve termine, ma mai a lungo termine».

Elise e colleghi hanno utilizzato i dati EDAC delle due missioni per caratterizzare come il comportamento dei raggi cosmici è cambiato durante il ciclo di attività del nostro sole su Marte (confrontando i dati EDAC di Mars Express con i dati corrispondenti sulle macchie solari e dal monitoraggio terrestre), e per rivelare come la quantità di raggi cosmici rilevati nel sistema solare interno varia con la distanza dal sole (confrontando i dati EDAC sia di Rosetta che di Mars Express). Rosetta ha orbitato intorno al sistema solare per 10 anni, raggiungendo la sua massima distanza oltre l'orbita di Giove, prima di arrivare alla sua cometa bersaglio, raccogliere dati su un'ampia gamma di distanze dal sole.

"Abbiamo scoperto che i raggi cosmici si comportano in modo molto simile rispetto al sole su Marte come si comportano sulla Terra, e sono fortemente influenzati dal ciclo solare, " aggiunge Elise. "Man mano che il sole diventa più attivo e ospita più macchie solari, vediamo meno raggi cosmici, come la nostra stella devia più di loro. Però, questa "anti-correlazione" si vede circa 5,5 mesi dopo, non è immediata, e il motivo di questo lasso di tempo rimane un'intrigante domanda aperta".

Il confronto tra le misurazioni EDAC di Mars Express e Rosetta ha anche mostrato che il numero di raggi cosmici aumenta di circa il 5% per "unità astronomica (AU)", dove un'AU è la distanza tra la Terra e il Sole.

Dati in situ, soprattutto dati scientifici, è raro in gran parte del sistema solare, e le osservazioni della radiazione intorno ad altri corpi planetari sono relativamente scarse. Sebbene i veicoli spaziali non effettuino osservazioni scientifiche di routine mentre attraversano lo spazio in rotta verso la loro destinazione, raccolgono sempre dati di pulizia.

"Questo studio sottolinea l'immenso valore dell'archiviazione di questo tipo di dati, ed è un ottimo esempio dell'utilizzo di un veicolo spaziale stesso come strumento scientifico, ", afferma lo scienziato planetario dell'ESA Olivier Witasse, coautore. "Questo approccio ci consente di fare scienza senza che gli strumenti di ricerca di base di un veicolo spaziale siano accesi, un'opzione particolarmente rilevante ed eccitante per lunghe crociere interplanetarie, quando gli strumenti spesso giacciono inattivi in ​​attesa della missione che li attende.

"Possiamo potenzialmente utilizzare qualsiasi veicolo spaziale in questo modo, non solo quelli dotati di particolari sensori. Questo apre un nuovo regno di possibilità per le missioni dell'ESA attuali e future per scoprire ancora di più sull'ambiente spaziale".

La gamma di distanze dal sole coperte dalle osservazioni EDAC si sta ampliando con Gaia dell'ESA, BepiColombo e le prossime missioni Juice (Jupiter ICy moons Explorer).

"Modulazione galattica dei raggi cosmici su Marte e oltre misurata con EDAC su Mars Express e Rosetta" di E. W. Knutsen et al. è pubblicato in Astronomia e astrofisica .