Nei prossimi mesi, due sonde spaziali della NASA su Marte avranno un'opportunità senza precedenti di studiare come i brillamenti solari, esplosioni gigantesche sulla superficie del sole, potrebbero influenzare i robot e i futuri astronauti sul Pianeta Rosso.
Questo perché il sole sta entrando in un periodo di picco di attività chiamato massimo solare, qualcosa che si verifica all’incirca ogni 11 anni. Durante il massimo solare, il Sole è particolarmente incline a fare capricci in una varietà di forme, tra cui brillamenti solari ed espulsioni di massa coronale, che lanciano radiazioni in profondità nello spazio. Quando scoppia una serie di questi eventi solari, si parla di tempesta solare.
Il campo magnetico terrestre protegge in gran parte il nostro pianeta dagli effetti di queste tempeste. Ma Marte ha perso il suo campo magnetico globale molto tempo fa, rendendo il Pianeta Rosso più vulnerabile alle particelle energetiche del sole. Quanto è intensa l'attività solare su Marte? I ricercatori sperano che l’attuale massimo solare dia loro la possibilità di scoprirlo. Prima di inviare esseri umani lì, le agenzie spaziali devono determinare, tra molti altri dettagli, che tipo di protezione dalle radiazioni avrebbero bisogno gli astronauti.
"Per gli esseri umani e le risorse sulla superficie marziana, non abbiamo una conoscenza solida degli effetti delle radiazioni durante l'attività solare", ha affermato Shannon Curry del Laboratorio di fisica atmosferica e spaziale dell'Università del Colorado Boulder. Curry è il ricercatore principale dell'orbiter MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) della NASA, gestito dal Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. "Mi piacerebbe davvero vedere il 'grande evento' su Marte quest'anno, un grande evento che possiamo studiare per comprendere meglio la radiazione solare prima che gli astronauti vadano su Marte."
Misurare il massimo e il minimo
MAVEN osserva radiazioni, particelle solari e altro ancora dall'alto di Marte. La sottile atmosfera del pianeta può influenzare l'intensità delle particelle nel momento in cui raggiungono la superficie, ed è qui che entra in gioco il rover Curiosity della NASA. I dati del Radiation Assessment Detector di Curiosity, o RAD, hanno aiutato gli scienziati a capire come le radiazioni distruggono le molecole a base di carbonio sulla superficie, un processo che potrebbe influenzare la conservazione dei segni di antica vita microbica. Lo strumento ha inoltre fornito alla NASA un'idea di quanta protezione dalle radiazioni gli astronauti potrebbero aspettarsi utilizzando caverne, tubi di lava o pareti rocciose per proteggersi.
Quando si verifica un evento solare, gli scienziati esaminano sia la quantità di particelle solari sia la loro energia.
"Si possono avere un milione di particelle a bassa energia o 10 particelle ad energia estremamente elevata", ha affermato il ricercatore principale della RAD, Don Hassler di Boulder, Colorado, ufficio 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 vedere quelli ad alta energia che attraversano l'atmosfera fino alla superficie, dove si troverebbero gli astronauti."
Quando MAVEN rileva un grande brillamento solare, il team dell'orbiter lo comunica al team di Curiosity in modo che possano osservare i cambiamenti nei dati di RAD. Le due missioni possono persino assemblare una serie temporale che misura i cambiamenti fino a mezzo secondo quando le particelle arrivano nell'atmosfera marziana, interagiscono con essa e infine colpiscono la superficie.
La missione MAVEN è inoltre dotata di un sistema di allarme rapido che consente ad altri team di veicoli spaziali su Marte di sapere quando i livelli di radiazioni iniziano ad aumentare. L'avviso consente alle missioni di spegnere gli strumenti che potrebbero essere vulnerabili ai brillamenti solari, che possono interferire con l'elettronica e le comunicazioni radio.
Acqua persa
Oltre a contribuire alla sicurezza degli astronauti e dei veicoli spaziali, lo studio del massimo solare potrebbe anche fornire informazioni sul motivo per cui Marte è passato dall'essere un mondo caldo e umido simile alla Terra miliardi di anni fa al deserto gelido che è oggi.
Il pianeta si trova in un punto della sua orbita quando è più vicino al sole, il che riscalda l'atmosfera. Ciò può causare tempeste di polvere fluttuanti che ricoprono la superficie. A volte le tempeste si fondono, diventando globali.
Anche se su Marte è rimasta poca acqua, per lo più ghiaccio sotto la superficie e ai poli, una parte circola ancora sotto forma di vapore nell'atmosfera. Gli scienziati si chiedono se le tempeste di polvere globali contribuiscano a espellere questo vapore acqueo, sollevandolo al di sopra del pianeta, dove l’atmosfera viene strappata via durante le tempeste solari. Una teoria è che questo processo, ripetuto abbastanza volte nel corso di eoni, potrebbe spiegare come mai Marte sia passato dall'avere laghi e fiumi all'attuale assenza d'acqua.
Se una tempesta di polvere globale dovesse verificarsi contemporaneamente a una tempesta solare, ciò fornirebbe l’opportunità di testare tale 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.
Fornito dalla NASA
