פליטת המונית העטרה הזו, שנתפסה על ידי מצפה הכוכבים הדינמי של השמש של נאס"א, התפרצה על השמש ב-31 באוגוסט 2012, נעה מעל 900 מייל לשנייה ושלחה קרינה עמוק לחלל. השדה המגנטי של כדור הארץ מגן עליו מפני קרינה המופקת מאירועי שמש כמו זה, בעוד שמאדים חסר סוג כזה של מיגון. קרדיט: NASA/SDO
השמש תהיה בפעילות שיא השנה, ותספק הזדמנות נדירה לחקור כיצד סופות שמש וקרינה עלולות להשפיע על אסטרונאוטים עתידיים על הכוכב האדום.
בחודשים הבאים, שניים מתוך נאס"אשל מַאְדִים לחללית תהיה הזדמנות חסרת תקדים לחקור כיצד התלקחויות סולאריות – פיצוצים ענקיים על פני השמש – עלולות להשפיע על רובוטים ואסטרונאוטים עתידיים על הכוכב האדום.
הסיבה לכך היא שהשמש נכנסת לתקופה של שיא פעילות הנקראת מקסימום שמש, משהו שמתרחש בערך כל 11 שנים. במהלך המקסימום השמש, השמש נוטה במיוחד לזרוק התקפי זעם לוהטים במגוון צורות – כולל התלקחויות סולאריות ופליטות מסה קורונלית – המשגרות קרינה לעומק החלל. כאשר סדרה של אירועים סולאריים אלו מתפרצת, זה נקרא סופת שמש.
למד כיצד MAVEN של נאס"א והרובר Curiosity של הסוכנות יחקרו התלקחויות שמש וקרינה במאדים במהלך השמש המקסימלית – תקופה שבה השמש נמצאת בשיא הפעילות. קרדיט: נאס"א/JPL-Caltech/GSFC/SDO/MSSS/אוניברסיטת קולורדו
השדה המגנטי של כדור הארץ מגן במידה רבה על כוכב הלכת הביתי שלנו מהשפעות הסערות הללו. אבל מאדים איבד את השדה המגנטי הגלובלי שלו לפני זמן רב, והותיר את כוכב הלכת האדום פגיע יותר לחלקיקים האנרגטיים של השמש. עד כמה אינטנסיבית פעילות השמש על מאדים? החוקרים מקווים שהמקסימום הסולארי הנוכחי ייתן להם הזדמנות לגלות. לפני שליחת בני אדם לשם, סוכנויות החלל צריכות לקבוע, בין פרטים רבים אחרים, איזה סוג של הגנה מפני קרינה אסטרונאוטים ידרשו.
"עבור בני אדם ונכסים על פני השטח של מאדים, אין לנו שליטה מוצקה על ההשפעה מקרינה במהלך פעילות השמש", אמרה שאנון קארי מהמעבדה לפיזיקת אטמוספירה וחלל של אוניברסיטת קולורדו. קארי הוא החוקר הראשי של מסלול ה-MAVEN (Atmosphere Mars and Volatile EvolutioN) של נאס"א, המנוהל על ידי מרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט, מרילנד. "למעשה אשמח לראות את 'הגדול' במאדים השנה – אירוע גדול שאנו יכולים ללמוד כדי להבין טוב יותר את קרינת השמש לפני שהאסטרונאוטים הולכים למאדים."
גלאי הערכת הקרינה על הסקרנות של נאס"א מצויין בתמונה מוערת זו מ- Mastcam של הרובר. מדעני RAD נרגשים להשתמש במכשיר כדי לחקור קרינה על פני השטח של מאדים במהלך מקסימום שמש. קרדיט: NASA/JPL-Caltech/MSSS
מדידה גבוה ונמוך
MAVEN צופה בקרינה, חלקיקי שמש ועוד מגובה רב מעל מאדים. האטמוספירה הדקה של כוכב הלכת יכולה להשפיע על עוצמת החלקיקים עד שהם מגיעים לפני השטח, וזה המקום שבו נכנס הרובר Curiosity של נאס"א. נתונים מ-Curiosity's Radiation Assessment Detector, או RAD, עזרו למדענים להבין כיצד קרינה מפרקת מולקולות מבוססות פחמן על פני השטח, תהליך שעשוי להשפיע על האם נשמרים שם סימנים של חיים מיקרוביאליים עתיקים. המכשיר גם סיפק לנאס"א מושג כמה מיגון מקרינה יכולים לצפות אסטרונאוטים על ידי שימוש במערות, צינורות לבה או פני צוקים להגנה.
כאשר מתרחש אירוע שמש, מדענים בוחנים הן את כמות חלקיקי השמש והן עד כמה הם אנרגטיים.
הקונספט של אמן זה מתאר את אטמוספירת מאדים של נאס"א וחללית נדיפה (MAVEN) ליד מאדים. קרדיט: נאס"א/GSFC
"יכולים להיות לך מיליון חלקיקים עם אנרגיה נמוכה או 10 חלקיקים עם אנרגיה גבוהה במיוחד", אמר החוקר הראשי של RAD, דון האסלר מבולדר, קולורדו, משרד מכון המחקר Southwest Research. "בעוד שהמכשירים של MAVEN רגישים יותר למכשירים בעלי אנרגיה נמוכה יותר, RAD הוא המכשיר היחיד המסוגל לראות את המכשירים בעלי האנרגיה הגבוהה שעוברים דרך האטמוספירה אל פני השטח, היכן שאסטרונאוטים יהיו."
כאשר MAVEN מזהה התלקחות סולארית גדולה, הצוות של המסלול מודיע לצוות Curiosity כדי שיוכלו לצפות בשינויים בנתונים של RAD. שתי המשימות יכולות אפילו להרכיב סדרת זמן המודדת שינויים עד לחצי השניה כאשר חלקיקים מגיעים לאטמוספירה של מאדים, מתקשרים איתה ובסופו של דבר פוגעים במשטח.
משימת MAVEN גם מובילה מערכת התרעה מוקדמת המאפשרת לצוותי חלליות אחרים של מאדים לדעת מתי רמות הקרינה מתחילות לעלות. ה-heads-up מאפשר למשימות לכבות מכשירים שעלולים להיות פגיעים להתלקחויות שמש, שעלולות להפריע לאלקטרוניקה ולתקשורת רדיו.
מים אבודים
מעבר לסיוע בשמירה על בטיחות האסטרונאוטים והחלליות, חקר המקסימום הסולארי יכול גם לתת תובנה מדוע מאדים השתנה מעולם חם ורטוב דמוי כדור הארץ לפני מיליארדי שנים למדבר הקפוא שהוא היום.
כוכב הלכת נמצא בנקודה במסלולו כשהוא הכי קרוב לשמש, מה שמחמם את האטמוספירה. זה יכול לגרום לסופות אבק מתנפחות לכסות את פני השטח. לפעמים הסערות מתמזגות והופכות לגלובליות (ראה תמונה למטה).
מאדים לפני ואחרי סופת האבק: סרטים זה לצד זה מראים כיצד סופת האבק העולמית 2018 עטפה את כוכב הלכת האדום, באדיבות מצלמת Mars Color Imager (MARCI) על סיפון Mars Reconnaissance Orbiter של נאס"א. סערת האבק העולמית הזו גרמה לרובר ה-Opportunity של נאס"א לאבד מגע עם כדור הארץ. קרדיט: NASA/JPL-Caltech/MSSS
אמנם נותרו מעט מים על מאדים – בעיקר קרח מתחת לפני השטח ובקטבים – אבל חלקם עדיין מסתובבים כאדים באטמוספרה. מדענים תוהים האם סופות אבק עולמיות עוזרות לפלוט את אדי המים הללו, ומעלים אותו גבוה מעל כדור הארץ, היכן שהאטמוספירה מתפשטת במהלך סופות שמש. תיאוריה אחת היא שתהליך זה, שחוזר על עצמו מספיק פעמים במשך עידנים, עשוי להסביר כיצד מאדים עבר מאגמים ונהרות כמעט ללא מים כיום.
אם סופת אבק עולמית הייתה מתרחשת במקביל לסערת שמש, היא תספק הזדמנות לבחון את התיאוריה הזו. מדענים נרגשים במיוחד מכיוון שהמקסימום הסולארי המסוים הזה מתרחש בתחילת העונה המאובקת ביותר במאדים, אבל הם גם יודעים שסופת אבק עולמית היא אירוע נדיר.
עוד על המשימות
מרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א בגרינבלט, מרילנד, מנהל את משימת MAVEN. לוקהיד מרטין ספייס בנתה את החללית ואחראית על פעולות המשימה. JPL מספקת ניווט ותמיכה ברשת החלל העמוק. המעבדה לפיזיקת אטמוספירה וחלל באוניברסיטת קולורדו בולדר אחראית לניהול פעולות מדעיות והסברה ותקשורת ציבורית.
Curiosity נבנתה על ידי מעבדת הנעת סילון של נאס"א, המנוהלת על ידי Caltech בפסדינה, קליפורניה. JPL מוביל את המשימה מטעם מנהלת משימת המדע של נאס"א בוושינגטון. חקירת ה-RAD נתמכת על ידי חטיבת ההליופיזיקה של נאס"א כחלק ממצפה מערכת ההליופיזיקה (HSO) של נאס"א.
