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La NASA en alerte : les scientifiques se préparent aux tempêtes solaires sur Mars

SciTechDaily

Cette éjection de masse coronale, capturée par l'Observatoire de la dynamique solaire de la NASA, est entrée en éruption sur le Soleil le 31 août 2012, parcourant plus de 900 milles par seconde et envoyant un rayonnement profondément dans l'espace. Le champ magnétique terrestre la protège du rayonnement produit par des événements solaires comme celui-ci, alors que Mars ne dispose pas de ce type de protection. Crédit : NASA/SDO

Le Soleil sera au maximum de son activité cette année, offrant une rare opportunité d’étudier comment les tempêtes et les radiations solaires pourraient affecter les futurs astronautes de la planète rouge.

Dans les mois à venir, deux d'entre eux NASAc'est Mars les vaisseaux spatiaux auront une opportunité sans précédent d'étudier comment les éruptions solaires – des explosions géantes à la surface du Soleil – pourraient affecter les robots et les futurs astronautes de la planète rouge.

En effet, le Soleil entre dans une période d’activité maximale appelée maximum solaire, qui se produit environ tous les 11 ans. Pendant le maximum solaire, le Soleil est particulièrement enclin à lancer des crises de colère sous diverses formes – notamment des éruptions solaires et des éjections de masse coronale – qui projettent des rayonnements profondément dans l’espace. Lorsqu’une série de ces événements solaires éclate, on parle de tempête solaire.

Découvrez comment le MAVEN de la NASA et le rover Curiosity de l'agence étudieront les éruptions solaires et le rayonnement sur Mars pendant le maximum solaire, une période pendant laquelle le Soleil est à son maximum d'activité. Crédit : NASA/JPL-Caltech/GSFC/SDO/MSSS/Université du Colorado

Le champ magnétique terrestre protège en grande partie notre planète des effets de ces tempêtes. Mais Mars a perdu son champ magnétique global depuis longtemps, rendant la planète rouge plus vulnérable aux particules énergétiques du Soleil. Quelle est l’intensité de l’activité solaire sur Mars ? Les chercheurs espèrent que le maximum solaire actuel leur donnera l’occasion de le découvrir. Avant d’y envoyer des humains, les agences spatiales doivent déterminer, entre autres détails, de quel type de radioprotection les astronautes auraient besoin.

« Pour les humains et les actifs sur la surface martienne, nous n'avons pas une idée précise de l'effet du rayonnement pendant l'activité solaire », a déclaré Shannon Curry du Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale de l'Université du Colorado à Boulder. Curry est chercheur principal de l'orbiteur MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN) de la NASA, géré par le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. « En fait, j'adorerais voir le « grand événement » sur Mars cette année – un événement majeur que nous pouvons étudier pour mieux comprendre le rayonnement solaire avant que les astronautes ne se rendent sur Mars. »

Détecteur d’évaluation des radiations Curiosity Rover

Le détecteur d'évaluation des radiations du Curiosity de la NASA est indiqué dans cette image annotée de la Mastcam du rover. Les scientifiques de RAD sont ravis d'utiliser l'instrument pour étudier le rayonnement sur la surface martienne pendant le maximum solaire. Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS

Mesurer les hauts et les bas

MAVEN observe les radiations, les particules solaires et bien plus encore depuis les hauteurs de Mars. La mince atmosphère de la planète peut affecter l'intensité des particules au moment où elles atteignent la surface, et c'est là qu'intervient le rover Curiosity de la NASA. Les données du détecteur d'évaluation des radiations de Curiosity, ou RAD, ont aidé les scientifiques à comprendre comment les radiations décomposent les molécules à base de carbone. en surface, un processus qui pourrait avoir une incidence sur la préservation des signes d’une vie microbienne ancienne. L'instrument a également donné à la NASA une idée du niveau de protection contre les radiations que les astronautes pourraient espérer en utilisant des grottes, des tubes de lave ou des falaises pour se protéger.

Lorsqu’un événement solaire se produit, les scientifiques examinent à la fois la quantité de particules solaires et leur énergie.

Atmosphère martienne et évolution volatile de la NASA (MAVEN)

Le concept de cet artiste représente le vaisseau spatial Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) de la NASA près de Mars. Crédit : NASA/GSFC

« Vous pouvez avoir un million de particules à faible énergie ou 10 particules à énergie extrêmement élevée », a déclaré le chercheur principal de RAD, Don Hassler du bureau de Boulder, Colorado, du Southwest Research Institute. « Bien que les instruments de MAVEN soient plus sensibles aux instruments à faible énergie, RAD est le seul instrument capable de voir les instruments à haute énergie qui traversent l'atmosphère jusqu'à la surface, où se trouveraient les astronautes. »

Lorsque MAVEN détecte une grosse éruption solaire, l'équipe de l'orbiteur en informe l'équipe Curiosity afin qu'elle puisse surveiller les changements dans les données de RAD. Les deux missions peuvent même assembler une série chronologique mesurant les changements à la demi-seconde près lorsque les particules arrivent dans l’atmosphère martienne, interagissent avec elle et finissent par heurter la surface.

La mission MAVEN dirige également un système d’alerte précoce qui permet aux autres équipes d’engins spatiaux de Mars de savoir quand les niveaux de rayonnement commencent à augmenter. Le heads-up permet aux missions d'éteindre les instruments qui pourraient être vulnérables aux éruptions solaires, qui peuvent interférer avec l'électronique et les communications radio.

Eau perdue

En plus d’aider à assurer la sécurité des astronautes et des engins spatiaux, l’étude du maximum solaire pourrait également donner un aperçu de la raison pour laquelle Mars est passée d’un monde chaud et humide semblable à la Terre il y a des milliards d’années au désert glacial qu’elle est aujourd’hui.

La planète se trouve à un point de son orbite où elle est la plus proche du Soleil, ce qui réchauffe l'atmosphère. Cela peut provoquer des tempêtes de poussière qui recouvrent la surface. Parfois, les tempêtes fusionnent et deviennent globales (voir image ci-dessous).

Animation de la tempête de poussière mondiale sur Mars

Mars avant et après la tempête de poussière : des films côte à côte montrent comment la tempête de poussière mondiale de 2018 a enveloppé la planète rouge, grâce à la caméra Mars Color Imager (MARCI) à bord du Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA. Cette tempête de poussière mondiale a fait perdre le contact du rover Opportunity de la NASA avec la Terre. Crédit : NASA/JPL-Caltech/MSSS

Bien qu'il reste peu d'eau sur Mars – principalement de la glace sous la surface et aux pôles – une partie circule encore sous forme de vapeur dans l'atmosphère. Les scientifiques se demandent si les tempêtes de poussière mondiales contribuent à éjecter cette vapeur d’eau, la projetant bien au-dessus de la planète, là où l’atmosphère est détruite lors des tempêtes solaires. Une théorie est que ce processus, répété suffisamment de fois au cours des éternités, pourrait expliquer comment Mars est passée de lacs et de rivières à pratiquement aucune eau aujourd'hui.

Si une tempête de poussière mondiale devait se produire en même temps qu’une tempête solaire, cela fournirait l’occasion de tester cette théorie. Les scientifiques sont particulièrement enthousiastes car ce maximum solaire se produit au début de la saison la plus poussiéreuse sur Mars, mais ils savent également qu’une tempête de poussière mondiale est un phénomène rare.

En savoir plus sur les missions

Le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, gère la mission MAVEN. Lockheed Martin Space a construit le vaisseau spatial et est responsable des opérations de la mission. JPL fournit une prise en charge de la navigation et du Deep Space Network. Le Laboratoire de physique atmosphérique et spatiale de l'Université du Colorado à Boulder est responsable de la gestion des opérations scientifiques ainsi que de la sensibilisation et des communications du public.

Curiosity a été construit par le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, géré par Caltech à Pasadena, en Californie. Le JPL dirige la mission au nom de la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington. L'enquête RAD est soutenue par la division héliophysique de la NASA dans le cadre de l'observatoire du système héliophysique (HSO) de la NASA.

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cc Leszek Kozlowski, modified, Polish Army assembly. Northern Poland, https://flickr.com/photos/bilk/357497650/in/photolist-7oheEr-QFbRMR-GYeZEu-JYmpob-bbmcSe-J9Rhvs-KBL6o8-xAgAA-MGEbqq-KpUXhZ-nFHGgz-2jxCZqr-2jnGwAX-KtVkjq-2iP7LcG-qAUdUN-MNtEEY-H1weYe-27vGg4b-bixmTi-L2JXp3-VXxsns-dnUEoq-LdU6NU-NavX4U-Gc5dzj-UwbFT4-GYeY3S-KzqGsu-2hiuCfM-MkuLsw-2kEq94g-Bbre9a-MYd1ig-urNigH-6pNDP4-LW2Xtt-Frg7nG-NonFhF-FTQiSB-25GrPTE-2ncvohD-GF6tQt-7pdzvJ-DquzwU-N9y2xd-GGh3P8-NTNzZb-uptogo-KNgPFC

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