Les mesures des missions jumelles de longue date de l’ESA, Mars Express et Venus Express, ont capturé la danse entre l’intensité des rayons cosmiques à haute énergie et l’influence de l’activité du soleil à travers notre système solaire intérieur.
Une comparaison des données du capteur à plasma ASPERA, un instrument transporté par les deux engins spatiaux, avec le nombre de taches solaires visibles à la surface du soleil montre comment le nombre de rayons cosmiques est supprimé pendant les pics d’activité du cycle solaire de 11 ans. L’étude internationale, dirigée par le Dr Yoshifumi Futaana de l’Institut suédois de physique spatiale, a été publiée aujourd’hui dans le Le Journal Astrophysique.
Les rayons cosmiques sont des particules qui se déplacent presque à la vitesse de la lumière et qui proviennent de l’extérieur de notre système solaire. Il s’agit d’une forme dangereuse de rayonnement à haute énergie qui peut provoquer des pannes électroniques dans les engins spatiaux et endommager l’ADN des humains dans l’espace.
En plus de la relation décennale avec le cycle solaire, les chercheurs ont également examiné la variation des détections de rayons cosmiques sur les courtes échelles de temps d’une orbite. Étonnamment, ils ont découvert que la zone protégée des rayons cosmiques derrière Mars est plus de 100 kilomètres plus large que le rayon réel de la planète. La raison pour laquelle cette zone bloquée devrait être si grande n’est pas encore claire.
« L’étude montre la gamme d’informations précieuses qui peuvent être dérivées de ce qui est en fait des informations de comptage de fond collectées par les instruments ASPERA. Comprendre les différentes relations entre les rayons cosmiques et le cycle solaire, les atmosphères des planètes et les performances de l’instrumentation des engins spatiaux est très important pour les futures missions robotiques et l’exploration humaine », a déclaré le Dr Futaana.
Crédit : IRFSpace
Lancé en 2003, Mars Express reste en service autour de la planète rouge, tandis que Venus Express a fonctionné de 2006 à 2014. Les chercheurs ont comparé l’ensemble de données de 17 ans de Mars et l’ensemble de données de huit ans de Vénus avec les mesures des rayons cosmiques terrestres de Thulé. moniteur à neutrons au Groenland. Les scientifiques ont pris la valeur médiane du nombre de rayons cosmiques sur des périodes de trois mois pour minimiser l’influence de l’activité solaire sporadique, comme les éruptions ou les éjections de masse coronale. Les bases de données des comptages de rayonnement de fond extraites pour l’étude ont été publiées et sont accessibles via le service de météorologie spatiale planétaire Europlanet SPIDER.
Tous les ensembles de données ont montré une diminution du nombre de détections de rayons cosmiques lorsque le pic d’activité du cycle solaire 24 a été atteint. En particulier, les données de Mars Express et les observations de la Terre ont montré des caractéristiques très similaires. Cependant, il y avait un décalage apparent d’environ neuf mois entre le nombre maximum de taches solaires et le minimum de détections de rayons cosmiques sur Mars.
« Des études antérieures ont suggéré qu’il y a un délai de plusieurs mois entre l’activité solaire et le comportement des rayons cosmiques sur la Terre et sur Mars. Nos résultats semblent le confirmer et fournissent également des preuves supplémentaires que le cycle solaire 24 était un peu inhabituel, peut-être en raison du long minimum solaire entre les cycles 23 et 24, ou de l’activité relativement faible pendant le cycle 24 », a déclaré le Dr Futaana.
L’analyse des données de Venus Express a été compliquée par des changements dans la façon dont le traitement à bord a été effectué à partir de 2010. De plus, si les instruments ASPERA portés par Mars Express et Venus Express étaient basés sur une conception commune, ils étaient chacun adaptés aux environnements planétaires très différents dans lesquels ils opéraient. Cela signifie qu’une comparaison directe des flux de rayons cosmiques sur Mars et Vénus n’est pas possible en utilisant les ensembles de données disponibles.
Crédit : IRFSpace
« L’utilisation du bruit de fond pour étudier l’interaction des rayons cosmiques et des particules à haute énergie avec les missions planétaires est relativement nouvelle. Cependant, l’obtention de ces informations montre un potentiel en tant qu’outil puissant, par exemple, pour protéger le prochain JUpiter Icy moon Explorer (JUICE) mission de l’Agence spatiale européenne, qui explorera l’environnement difficile autour des lunes glacées de Jupiter », a déclaré Nicolas Andre de l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) de Toulouse, France, coordinateur du service Europlanet SPIDER et co-auteur de cette étude.
Plus d’information:
Yoshifumi Futaana et al, Rayons cosmiques galactiques sur Mars et Vénus : variations temporelles d’heures en décennies mesurées comme signal de fond des plaques à microcanaux embarquées, Le Journal Astrophysique (2022). DOI : 10.3847/1538-4357/ac9a49
Service de météorologie spatiale planétaire Europlanet SPIDER : spider-europlanet.irap.omp.eu/