En plus de produire des aurores boréales, une récente tempête extrême a fourni plus de détails sur la quantité de rayonnement que les futurs astronautes pourraient rencontrer sur la planète rouge.
Les scientifiques sur Mars s’attendent à des tempêtes solaires épiques depuis que le Soleil est entré plus tôt cette année dans une période d’activité maximale appelée maximum solaire. Au cours du mois dernier, les rovers et orbiteurs martiens de la NASA ont fourni aux chercheurs des sièges aux premières loges pour une série d’éruptions solaires et d’éjections de masse coronale qui ont atteint Mars, provoquant même dans certains cas des aurores martiennes.
Cette aubaine scientifique a offert une opportunité sans précédent d’étudier comment de tels événements se déroulent dans l’espace lointain, ainsi que l’ampleur de l’exposition aux radiations que pourraient rencontrer les premiers astronautes sur Mars.
L’événement le plus important s’est produit le 20 mai avec une éruption solaire estimée plus tard comme étant une éruption solaire de classe X12 (les éruptions solaires de classe X sont les plus puissantes parmi plusieurs types) d’après les données du vaisseau spatial Solar Orbiter, une mission conjointe entre l’ESA (Agence spatiale européenne) et NASA.
L’éruption a envoyé des rayons X et des rayons gamma vers la planète rouge, tandis qu’une éjection de masse coronale ultérieure a lancé des particules chargées. Se déplaçant à la vitesse de la lumière, les rayons X et gamma de l’éruption sont arrivés en premier, tandis que les particules chargées traînaient légèrement derrière, atteignant Mars en quelques dizaines de minutes seulement.
La couleur violette dans cette vidéo montre les aurores nocturnes de Mars détectées par l’instrument ultraviolet à bord de l’orbiteur MAVEN de la NASA entre le 14 et le 20 mai 2024. Plus le violet est brillant, plus il y a d’aurores présentes. Crédit : NASA/Université du Colorado/LASP
L’évolution de la météo spatiale a été suivie de près par les analystes du bureau d’analyse météorologique spatiale de la Lune à Mars du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, qui ont signalé la possibilité d’arrivée de particules chargées suite à l’éjection de masse coronale.
Si les astronautes s’étaient tenus à côté du rover Curiosity Mars de la NASA à ce moment-là, ils auraient reçu une dose de rayonnement de 8 100 micrograys, soit l’équivalent de 30 radiographies pulmonaires. Bien qu’elle ne soit pas mortelle, il s’agit de la plus forte poussée mesurée par le détecteur d’évaluation des radiations, ou RAD, de Curiosity, depuis l’atterrissage du rover il y a 12 ans.
Les données de RAD aideront les scientifiques à planifier le niveau d’exposition aux rayonnements le plus élevé que pourraient rencontrer les astronautes, qu’ils pourraient utiliser sur le paysage martien pour se protéger.
« Les falaises ou les tubes de lave fourniraient une protection supplémentaire à un astronaute contre un tel événement. En orbite de Mars ou dans l’espace lointain, le débit de dose serait nettement plus élevé », a déclaré Don Hassler, chercheur principal de la RAD, de la division Science et exploration du système solaire du Southwest Research Institute. à Boulder, Colorado. « Je ne serais pas surpris si cette région active du Soleil continue d’entrer en éruption, ce qui signifie encore plus de tempêtes solaires sur Terre et sur Mars au cours des prochaines semaines. »
Lors de l’événement du 20 mai, une telle quantité d’énergie provenant de la tempête a frappé la surface que les images en noir et blanc des caméras de navigation de Curiosity dansaient avec de la « neige » – des traînées et des points blancs causés par des particules chargées frappant les caméras.
De même, la caméra stellaire utilisée par l’orbiteur Mars Odyssey de la NASA en 2001 pour l’orientation a été inondée d’énergie provenant de particules solaires et s’est momentanément éteinte. (Odyssey a d’autres moyens de s’orienter et a récupéré la caméra en une heure.) Même avec le bref intervalle de temps avec sa caméra stellaire, l’orbiteur a collecté des données vitales sur les rayons X, les rayons gamma et les particules chargées à l’aide de son neutron à haute énergie. Détecteur.
Ce n’était pas la première fois qu’Odyssey frôlait une éruption solaire : en 2003, des particules solaires provenant d’une éruption solaire, finalement estimée comme étant un X45, ont grillé le détecteur de rayonnement d’Odyssey, conçu pour mesurer de tels événements.
Aurores sur Mars
Au-dessus de Curiosity, l’orbiteur MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) de la NASA a capturé un autre effet de la récente activité solaire : des aurores rougeoyantes au-dessus de la planète. La façon dont ces aurores se produisent est différente de celles observées sur Terre.
Notre planète natale est protégée des particules chargées par un champ magnétique robuste, qui limite normalement les aurores aux régions proches des pôles. (Le maximum solaire est la raison des récentes aurores observées aussi loin au sud que l’Alabama.) Mars a perdu son champ magnétique généré en interne dans un passé ancien, il n’y a donc aucune protection contre le barrage de particules énergétiques. Lorsque des particules chargées frappent l’atmosphère martienne, cela provoque des aurores qui engloutissent la planète entière.
Lors d’événements solaires, le soleil libère une large gamme de particules énergétiques. Seuls les plus énergiques peuvent atteindre la surface à mesurer par RAD. Les particules légèrement moins énergétiques, celles qui provoquent les aurores, sont détectées par l’instrument Solar Energetic Particle de MAVEN.
Les scientifiques peuvent utiliser les données de cet instrument pour reconstruire une chronologie de chaque minute du passage des particules solaires, démontrant méticuleusement l’évolution de l’événement.
« Il s’agit du plus grand événement de particules d’énergie solaire que MAVEN ait jamais vu », a déclaré Christina Lee, responsable de la météo spatiale de MAVEN, du laboratoire des sciences spatiales de l’Université de Californie à Berkeley. « Il y a eu plusieurs événements solaires au cours des dernières semaines, nous avons donc vu des vagues après vagues de particules frapper Mars. »
Un nouveau vaisseau spatial vers Mars
Les données provenant du vaisseau spatial de la NASA ne seront pas seulement utiles aux futures missions planétaires vers la planète rouge. Il contribue à la richesse des informations recueillies par les autres missions héliophysiques de l’agence, notamment Voyager, Parker Solar Probe et la prochaine mission ESCAPADE (Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers).
Visant un lancement fin 2024, les petits satellites jumeaux d’ESCAPADE orbiteront autour de Mars et observeront la météo spatiale dans une double perspective unique, plus détaillée que ce que MAVEN peut actuellement mesurer seul.