چگونه از انسان‌ها در برابر تشعشعات خطرناک طوفان‌های خورشیدی در مریخ محافظت کنیم؟

مریخ فاقد مگنتوسفر محافظ است و ضخامت جو آن تنها یک درصد به اندازه زمین است. این شرایط نامطلوب باعث می شود تشعشعات پرانرژی مانند پروتون ها، یون ها، نوترون ها و پرتوهای گاما به راحتی وارد مریخ شوند.

خورشید نیز با ساطع پرتوهای شدید تشعشع معروف به ذرات انرژی خورشیدی (SEPs) به این وضعیت کمک می کند.


هشدارهای طوفان
نگرانی ها به فضانوردانی که بین زمین و مریخ سفر می کنند محدود نمی شود. اما این نگرانی ها در مورد فضانوردان در مریخ نیز وجود دارد. این فضانوردان باید برای مقابله با طوفان های آتی مجهز باشند، به ویژه با توجه به تأخیر در دریافت پیام از سوی تیم های کنترل ماموریت روی زمین.


زمان رسیدن
افزایش آگاهی از مشکلات تشعشعات در مریخ و ماموریت های آینده انسان به این سیاره با یک حادثه در ماه مه 2024 آغاز شد. در این زمان، یک شعله خورشیدی قدرتمند پرتوهای ایکس و گاما را به سمت مریخ پرتاب کرد و سپس یک پرتاب جرم تاج ذرات باردار را به سمت مریخ فرستاد. این سیاره تنها در چند دقیقه به مریخ می رسد.



 

تحلیلگران دفتر تحلیل آب و هوای فضایی ماه به مریخ (M2M) در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا این رویداد را زیر نظر داشتند. آنها ارزیابی آب و هوای فضا را در زمان واقعی برای پشتیبانی از ماموریت های انسانی و رباتیک ناسا ارائه می دهند.


برای بررسی فوری رویدادهای خورشیدی در مریخ، فضاپیمای MAVEN ناسا – که جو مریخ و تکامل مواد فرار آن را مطالعه می‌کند – تنها ابزار موجود بود که می‌توانست فعالیت خورشیدی و تعامل جو نازک مریخ را به طور همزمان زیر نظر بگیرد.


یک کار ماجراجویی
اما خبرهای خوبی در افق برای مریخ وجود دارد. اواخر سال جاری، MAVEN به دو فضاپیمای جدید که قرار است به دور مریخ بچرخند می پیوندد. این فضاپیما که ESCAPADE نام دارد توسط آزمایشگاه علوم فضایی UCLA و ناسا به فضا پرتاب خواهد شد.


این دو فضاپیما – که در اولین پرتاب موشک نیو گلن بلو اوریجین به مریخ فرستاده می شوند – به ما کمک می کنند تا اثرات ذرات پرانرژی ورودی به مریخ را بهتر رصد کرده و ناوگان هلیوفیزیک را که قادر به مشاهده اثرات تشعشعات روی مریخ هستند، گسترش دهیم.


یک اتفاق هشدار دهنده
آخرین تابشی که به سطح مریخ برخورد کرد، بزرگترین پرشی بود که توسط آشکارساز تشعشع (RAD) ثبت شده است. این دستگاه بر روی مریخ نورد کنجکاوی ناسا که 12 سال پیش روی این سیاره فرود آمد، نصب شد.


به علاوه، ذرات پرانرژی خورشیدی که از خورشید در طی طوفان های خورشیدی ساطع می شوند، می توانند بر میدان تابش سطحی مریخ در بازه های زمانی کوتاه، مانند چند ساعت تا چند روز، تأثیر بگذارند.


دان هاسلر (دانشمند ارشد RAD در مؤسسه تحقیقاتی جنوب غربی در بولدر) توضیح می دهد که محیط تشعشعی در مریخ عمدتاً از پرتوهای کیهانی و ذرات ثانویه منشأ گرفته از جو یا خاک تشکیل شده است. همچنین، ذرات پرانرژی خورشیدی که در طوفان های خورشیدی ساطع می شوند، می توانند میدان تابش سطح مریخ را برای مدت کوتاهی تحت تاثیر قرار دهند.


شکاف های مشاهده ای
شکاف های اطلاعاتی در پیش بینی زمان واقعی و مدل سازی آب و هوای فضایی در مریخ وجود دارد. این شکاف ها عمدتاً به دلیل نبود مشاهدات کافی برای تغذیه مدل ها است.


به عنوان مثال، ما هیچ مشاهده ای از نقطه لاگرانژ 1 بین خورشید و مریخ یا سمت دور خورشید نسبت به زمین نداریم و مدل های کافی برای پیش بینی دقیق ورودی خورشیدی به محیط منحصر به فرد مریخ وجود ندارد.


فوئرز به نیاز به توسعه قابلیت فضای هوایی مستقل از زمین اشاره می کند. او می‌گوید: «چالشی که مریخ از منظر آب‌وهوای فضایی با آن مواجه است، تا حدی به دلیل محدودیت‌های زیرساخت‌های ارتباطی است.