Uma erupção vulcânica solar detectada simultaneamente na Terra, na Lua e em Marte em outubro de 2021 ressalta a importância de estar preparado para os perigos da radiação espacial. O evento permitiu raras medições simultâneas, melhorando nossa compreensão das erupções solares e como os campos magnéticos e as atmosferas planetárias podem mitigar seus efeitos. Esse conhecimento é essencial para futuras explorações humanas da Lua e de Marte, onde os astronautas enfrentam riscos significativos de radiação.

Uma explosão solar foi detectada simultaneamente na Terra e na Lua Marte Enfatiza a necessidade de preparar missões de exploração humana para os perigos da radiação espacial.

Uma ejeção de massa coronal do Sol entrou em erupção em 28 de outubro de 2021 e seu impacto foi tão generalizado que Marte e a Terra, apesar de estarem em lados opostos do Sol e separados por cerca de 250 milhões de quilômetros (160 milhões de milhas), receberam uma manifestação de partículas energéticas.

Um evento raro e importante

Esta é a primeira vez que um evento solar foi medido simultaneamente nas superfícies da Terra, da Lua e de Marte, conforme relatado em 2 de agosto em Mensagens de pesquisa geográfica papel. A explosão foi detectada por uma frota internacional de espaçonaves, incluindo o ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), o Mars Curiosity da NASA, o Chang’e-4 Moon Lander da CNSA, o Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) e o Eu:CROPIS Earth orbiter do DLR. .

Essas medições simultâneas em mundos diferentes ajudam a melhorar nosso conhecimento sobre o impacto das erupções solares e como o campo magnético e a atmosfera de um planeta podem ajudar a proteger os astronautas contra elas.

Ejeção de massa coronal vista pelo escritório SOHO em 28 de outubro de 2021. Este evento é um raro exemplo de “melhoria do nível do solo”. Durante esses eventos, as partículas do Sol são energéticas o suficiente para passar pela bolha magnética que envolve a Terra e nos protege de explosões solares menos energéticas. Foi apenas a 73ª melhoria no nível do solo desde que os registros começaram na década de 1940, e nenhuma foi registrada desde então. Crédito: SOHO (ESA e NASA), CC BY-SA 3.0 IGO

Comparar mundos diferentes

O evento, que aconteceu no dia 28 de outubro de 2021, é um raro exemplo de “melhoria do nível do solo”. Durante esses eventos, as partículas do Sol são energéticas o suficiente para passar pela bolha magnética que envolve a Terra e nos protege de explosões solares menos energéticas. Foi apenas a 73ª melhoria no nível do solo desde que os registros começaram na década de 1940, e nenhuma foi registrada desde então.

Como a Lua e Marte não geram seus próprios campos magnéticos, as partículas do Sol podem facilmente atingir suas superfícies e até interagir com o solo para gerar radiação secundária. Mas Marte tem uma fina atmosfera que detém a maioria das partículas solares de baixa energia e retarda as partículas de alta energia.

A importância de entender os eventos solares

Com a Lua e Marte sendo o foco da futura exploração humana, é extremamente importante entender esses eventos solares e seu impacto potencial no corpo humano. Os astronautas correm o risco de sofrer de doenças causadas pela radiação. Uma dose de radiação de mais de 700 miligrays – a unidade de absorção de radiação – pode causar doença de radiação destruindo a medula óssea, levando a sintomas como infecção e hemorragia interna.

Se um astronauta receber mais de 10 grays, é improvável que sobreviva mais de 2 semanas. Uma única explosão solar em agosto de 1972 poderia ter dado uma dose tão alta de radiação a um astronauta na superfície da Lua, mas, felizmente, caiu entre as missões tripuladas Apollo 16 e 17.

Sinta a gigantesca erupção solar no infográfico Terra, Lua e Marte. Crédito: ESA

Descobertas recentes e medidas de proteção

Em comparação, durante o evento de 28 de outubro de 2021, a dose na órbita lunar foi medida em NASAO Lunar Reconnaissance Orbiter tinha apenas 31 miligramas. “Nossos cálculos de eventos anteriores de aumento do nível da Terra mostram que uma média de um evento a cada 5,5 anos pode ter excedido o nível de dose seguro na Lua se nenhuma proteção contra radiação fosse fornecida. Esses eventos são críticos para futuras missões tripuladas à superfície lunar. “

Quando comparamos as medições feitas pelo ExoMars TGO e pelo rover Curiosity, fica clara a proteção fornecida pela atmosfera marciana: o TGO mediu 9 miligramas, 30 vezes mais que os 0,3 miligramas detectados na superfície.

As missões do sistema solar interno da ESA, Solar Orbiter, SOHO e BepiColombo, também detectaram a explosão, fornecendo mais e melhores pontos de observação para estudar este evento solar.

Atualmente, vivemos em uma era de ouro para a física do sistema solar. Detectores de radiação a bordo de missões interplanetárias como BepiColombo, a caminho de Mercúrio, e Juice, navegando para Júpiteradicionando uma cobertura muito necessária ao estudo da aceleração e propagação de partículas solares”, disse Marco Pinto, pesquisador da Agência Espacial Europeia que trabalha com detectores de radiação.

Proteja nossos astronautas

Proteger os astronautas durante as suas aventuras no espaço é uma missão essencial e importante da Agência Espacial Europeia. Compreender e prever eventos extremos de radiação é uma parte vital disso. Instrumentos dedicados medem o ambiente de radiação no espaço e são usados ​​para proteger a infraestrutura espacial crítica e terrestre, bem como para proteger os astronautas. Se os astronautas forem avisados ​​a tempo, podem solicitar proteção como roupas corporais ou abrigo em cavernas. política atual sobre Estação Espacial Internacional É um regresso aos quartos de dormir ou à cozinha, onde as paredes protegem da radiação.

O portal permitirá a exploração sustentável ao redor e na lua, ao mesmo tempo em que permite a pesquisa e demonstra as tecnologias e processos necessários para conduzir uma futura missão a Marte. Esta renderização de computador mostra a espaçonave Orion da NASA atracada no Gateway (esquerda) que levará os astronautas ao posto avançado lunar. Crédito: ESA

Portão da Lua

O programa Artemis que envia astronautas à lua inclui uma estação espacial em órbita lunar chamada Gateway. No Gateway, três grupos de instrumentos monitorarão o ambiente de radiação ao redor da Lua: o European Radiation Sensor Array (ERSA) da European Space Agency (ESA), o Heliophysics Environmental Measurement and Radiation Experiment Suite (HERMES) da NASA e o ESA/JAXA Matriz de dosímetro interno (IDA).

Juntos, esses experimentos medirão o ambiente de radiação fora do Gateway enquanto monitoram doses específicas de radiação dentro, entre 3.000 km e 70.000 km (45.000 milhas) da superfície lunar. Essas medições serão necessárias para entender melhor o ambiente que os astronautas experimentarão no espaço interplanetário.

Dois bonecos de radiação carregam sobrevoos inovadores da superfície lunar para ajudar a proteger os viajantes espaciais dos raios cósmicos e das tempestades solares energéticas. Esses dois fantasmas femininos ocuparam os assentos dos passageiros durante a primeira missão de Orion ao redor da Lua, indo mais longe do que qualquer humano já havia voado. Equipado com mais de 5.600 sensores, o par mediu a quantidade de radiação a que os astronautas podem ser expostos em futuras missões com precisão sem precedentes. Crédito: Lockheed Martin

Gêmeos Luna e pesquisas futuras

As agências espaciais também estão procurando roupas de proteção para reduzir o impacto da radiação espacial no corpo. Dois manequins idênticos, desenvolvidos pelo Centro Aeroespacial Alemão (DLR), foram os passageiros do voo de teste Artemis I, que voou pela Lua durante novembro-dezembro de 2022. Equipados com sensores de radiação fornecidos pelo DLR e NASA. Helga voou desprotegida, mas o Zohar usava um colete de proteção contra radiação recém-desenvolvido cobrindo seu torso. Os pesquisadores do DLR estão atualmente comparando os dois conjuntos de dados medidos por Helga e Zohar.

Colin Wilson, cientista do projeto ExoMars TGO, conclui: “A radiação espacial pode criar um risco muito real para nossa exploração em todo o sistema solar. Medições de eventos de radiação de alto nível por missões robóticas são essenciais para a preparação para missões tripuladas de longa duração. Graças a dados de Para missões como ExoMars TGO, podemos nos preparar para a melhor maneira de proteger nossos exploradores humanos.”

Referência: “Primeira Melhoria do Nível da Terra Visível em Três Superfícies Planetárias: Terra, Lua e Marte” por Jingnan Gu, Xiaoli Li, Jian Zhang e Michael I. . Wimmer-Schweingruber, Donald M. Hassler, Cary Zeitlin, Bent Ehresmann, Daniel Matthiä e Bin Zhuang, 2 de agosto de 2023, disponível aqui. Mensagens de pesquisa geográfica.
doi: 10.1029/2023GL103069