Co jakiś czas do Ziemi docierają słoneczne burze. W maju 2024 roku odnotowano największą burzę słoneczną od 20 lat. Zorze polarne były widoczne daleko od biegunów, w tym w Polsce, a nawet na południu Meksyku.

Ta sama burza uderzyła także w Marsa. Do obserwacji przystąpiły dwie bezzałogowe sondy krążące wokół planety: Mars Express oraz ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), należące do Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Monitor promieniowania na pokładzie TGO zarejestrował w ciągu 64 godzin dawkę odpowiadającą 200 zwykłym dniom.

Górna warstwa atmosfery Marsa została zalana elektronami. Nastąpiło mocne zwiększenie ilości elektronów w dwóch warstwach atmosfery: na wysokości 110 km i 130 km. Liczbowo wzrost przedstawiał się następująco: 45 proc. oraz 278 proc. To rekord dla tych rejonów marsjańskiej atmosfery w historii obserwacji.

Burza spowodowała także błędy w komputerach pokładowych obydwu sond kosmicznych. Takie usterki są typowe dla zjawisk pogody kosmicznej, bowiem docierające cząstki są bardzo energetyczne. Sondy są jednak odpowiednio zaprojektowane, aby przetrwać takie zdarzenie, mają odpowiednie komponenty oraz systemy wykrywania i korygowania błędów.

Do zbadania burzy słonecznej na Marsie zastosowano technikę zwaną zakryciem radiowym, której pionierem jest ESA. Sonda Mars Express skierowała sygnał do ExoMars Trace Gas Orbiter w momencie, gdy ta druga znikała za horyzontem. W trakcie skrywania się za horyzont, sygnał radiowy został załamany przez różne warstwy atmosfery, zanim dotarł do TGO. Dzięki temu można było wywnioskować informacje o poszczególnych warstwach atmosferycznych. Dodatkowo wykorzystano obserwacje z amerykańskiej sondy MAVEN, aby ustalić gęstość elektronów.

Technika ta jest wykorzystywana od dziesięcioleci przy eksploracji Układu Słonecznego, ale na zasadzie wysyłania sygnału od sondy na Ziemię. Dopiero od około pięciu lat rozpoczęto jej używanie w konfiguracji pomiędzy dwoma sondami krążącymi wokół Marsa, szczególnie pomiędzy orbiterami a łazikami na powierzchni.

Europejska Agencja Kosmiczna zapowiada, że będzie korzystać z techniki zakryć radiowych również w przyszłych misjach planetarnych.

Efekty burzy słonecznej są nieco inne w przypadku naszej planety. Na Ziemi odpowiedź górnej warstwy atmosfery jest spokojniejsza, ponieważ wokół naszej planety jest pole magnetyczne, które chroni przed sporą częścią cząstek, a także kieruje je w stronę biegunów. Pomimo tego burze słoneczne nadal stanowią ryzyko dla satelitów czy astronautów.

Wyniki badań przedstawiono w „Nature Communications”. (PAP)

cza/ zan/