Une éruption solaire massive a été ressentie sur Terre, la Lune et Mars

Une éruption solaire a été détectée simultanément sur la Terre et la Lune Mars Souligne la nécessité de préparer les missions d’exploration humaine aux dangers des rayonnements spatiaux.

Une éjection de masse coronale du Soleil a éclaté le 28 octobre 2021, et son impact a été si répandu que Mars et la Terre, bien qu’elles soient de part et d’autre du Soleil et à environ 250 millions de kilomètres (160 millions de miles) l’une de l’autre, ont reçu une effusion de particules énergétiques.

Un événement rare et important

C’est la première fois qu’un événement solaire est mesuré simultanément sur les surfaces de la Terre, de la Lune et de Mars, comme indiqué le 2 août dans Messages de recherche géographique papier. L’explosion a été détectée par une flotte internationale d’engins spatiaux, dont l’ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), Mars Curiosity de la NASA, l’atterrisseur lunaire Chang’e-4 de la CNSA, l’orbiteur de reconnaissance lunaire (LRO) et l’orbiteur terrestre Eu:CROPIS du DLR. .

Ces mesures simultanées sur différents mondes aident à améliorer notre connaissance de l’impact des éruptions solaires et de la manière dont le champ magnétique et l’atmosphère d’une planète pourraient aider à protéger les astronautes contre elles.

Éjection de masse coronale vue par le bureau SOHO le 28 octobre 2021. Cet événement est un exemple rare d' »amélioration au niveau du sol ». Lors de ces événements, les particules du Soleil sont suffisamment énergétiques pour traverser la bulle magnétique qui entoure la Terre et nous protège des éruptions solaires moins énergétiques. Ce n’était que la 73e amélioration au niveau du sol depuis le début des enregistrements dans les années 1940, et aucune n’a été enregistrée depuis. Crédit : SOHO (ESA et NASA), CC BY-SA 3.0 IGO

Comparez différents mondes

L’événement, qui a eu lieu le 28 octobre 2021, est un exemple rare d' »amélioration au niveau du sol ». Lors de ces événements, les particules du Soleil sont suffisamment énergétiques pour traverser la bulle magnétique qui entoure la Terre et nous protège des éruptions solaires moins énergétiques. Ce n’était que la 73e amélioration au niveau du sol depuis le début des enregistrements dans les années 1940, et aucune n’a été enregistrée depuis.

Parce que la Lune et Mars ne génèrent pas leurs propres champs magnétiques, les particules du Soleil peuvent facilement atteindre leurs surfaces et même interagir avec le sol pour générer un rayonnement secondaire. Mais Mars a une atmosphère mince qui arrête la plupart des particules solaires à faible énergie et ralentit les particules à haute énergie.

L’importance de comprendre les événements solaires

La Lune et Mars étant au centre des futures explorations humaines, il est extrêmement important de comprendre ces événements solaires et leur impact potentiel sur le corps humain. Les astronautes courent le risque de souffrir des radiations. Une dose de rayonnement de plus de 700 milligrays – l’unité d’absorption des rayonnements – peut provoquer le mal des rayons en détruisant la moelle osseuse, entraînant des symptômes tels qu’une infection et une hémorragie interne.

Si un astronaute reçoit plus de 10 grays, il est peu probable qu’il survive plus de 2 semaines. Une seule éruption solaire en août 1972 aurait pu donner une dose de rayonnement aussi élevée à un astronaute à la surface de la Lune, mais heureusement, elle s’est située entre les missions habitées Apollo 16 et 17.

Ressentez l’éruption solaire géante sur l’infographie Terre, Lune et Mars. Crédit : ESA

Découvertes récentes et mesures de protection

Par comparaison, lors de l’événement du 28 octobre 2021, la dose en orbite lunaire a été mesurée à NasaLe Lunar Reconnaissance Orbiter ne faisait que 31 milligrammes. « Nos calculs des événements passés de renforcement du niveau de la Terre montrent qu’en moyenne un événement tous les 5,5 ans aurait pu dépasser le niveau de dose sûr sur la Lune si aucune radioprotection n’était fournie. Ces événements sont essentiels pour les futures missions habitées sur la surface lunaire. « 

Lorsque l’on compare les mesures effectuées par l’ExoMars TGO et le rover Curiosity, la protection apportée par l’atmosphère martienne devient claire : le TGO a mesuré 9 milligrammes, soit 30 fois plus que les 0,3 milligramme détectés en surface.

Les missions du système solaire interne de l’ESA Solar Orbiter, SOHO et BepiColombo ont également détecté l’explosion, offrant des points de vue plus nombreux et meilleurs pour étudier cet événement solaire.

Actuellement, nous vivons un âge d’or pour la physique du système solaire. Des détecteurs de rayonnement à bord de missions interplanétaires telles que BepiColombo, en route vers Mercure, et Juice, naviguant vers Jupiterajoutant une couverture indispensable à l’étude de l’accélération et de la propagation des particules solaires », a déclaré Marco Pinto, chercheur à l’Agence spatiale européenne travaillant sur les détecteurs de rayonnement.

Protégez nos astronautes

Protéger les astronautes lors de leurs aventures dans l’espace est une mission essentielle et importante de l’Agence spatiale européenne. La compréhension et la prévision des événements radiologiques extrêmes en sont un élément essentiel. Des instruments dédiés mesurent l’environnement de rayonnement dans l’espace et sont utilisés pour protéger les infrastructures spatiales critiques et terrestres ainsi que pour protéger les astronautes. Si les astronautes sont prévenus à temps, ils peuvent demander une protection telle que des vêtements corporels ou un abri dans des grottes. politique actuelle sur Station spatiale internationale C’est un retour au dortoir ou à la cuisine, où les murs protègent des radiations.

Le portail permettra une exploration durable autour et sur la lune, tout en permettant la recherche et la démonstration des technologies et des processus nécessaires pour mener une future mission sur Mars. Ce rendu informatique montre le vaisseau spatial Orion de la NASA amarré à la passerelle (à gauche) qui amènera les astronautes à l’avant-poste lunaire. Crédit : ESA

Porte de la Lune

Le programme Artemis qui envoie des astronautes sur la lune comprend une station spatiale en orbite lunaire appelée Gateway. Sur la passerelle, trois groupes d’instruments surveilleront l’environnement radiatif autour de la Lune : le réseau de capteurs de rayonnement européen (ERSA) de l’Agence spatiale européenne (ESA), la suite d’expériences de mesure et de rayonnement héliophysique de la NASA (HERMES) et l’ESA/JAXA Réseau de dosimètres internes (IDA).

Ensemble, ces expériences mesureront l’environnement de rayonnement à l’extérieur de la passerelle tout en surveillant des doses de rayonnement spécifiques à l’intérieur, entre 3 000 km et 70 000 km (45 000 milles) de la surface lunaire. Ces mesures seront nécessaires pour mieux comprendre l’environnement que les astronautes connaîtront dans l’espace interplanétaire.

Deux mannequins de rayonnement effectuent des survols révolutionnaires de la surface lunaire pour aider à protéger les voyageurs spatiaux des rayons cosmiques et des tempêtes solaires énergétiques. Ces deux fantômes féminins ont rempli les sièges passagers lors de la première mission d’Orion autour de la Lune, allant plus loin que n’importe quel humain n’avait volé auparavant. Équipé de plus de 5 600 capteurs, le duo a mesuré la quantité de rayonnements auxquels les astronautes seraient exposés lors de futures missions avec une précision sans précédent. Crédit : Lockheed Martin

Jumeaux Luna et recherches futures

Les agences spatiales se penchent également sur les vêtements de protection pour réduire l’impact des rayonnements spatiaux sur le corps. Deux mannequins identiques, développés par le Centre aérospatial allemand (DLR), étaient les passagers du vol d’essai Artemis I, qui a survolé la Lune en novembre-décembre 2022. Équipés de capteurs de rayonnement fournis par le DLR et la NASA. Helga a volé sans protection, mais le Zohar portait un gilet de radioprotection nouvellement développé couvrant son torse. Les chercheurs du DLR comparent actuellement les deux ensembles de données mesurés par Helga et Zohar.

Colin Wilson, scientifique du projet ExoMars TGO, conclut : « Le rayonnement spatial peut créer un risque très réel pour notre exploration dans tout le système solaire. Les mesures d’événements de rayonnement de haut niveau par des missions robotiques sont essentielles pour se préparer à des missions habitées de longue durée. Grâce à données de Pour des missions comme ExoMars TGO, nous pouvons nous préparer à la meilleure façon de protéger nos explorateurs humains. »

Référence : « Première amélioration du niveau de la Terre visible sur trois surfaces planétaires : la Terre, la Lune et Mars » par Jingnan Gu, Xiaoli Li, Jian Zhang et Michael I. . Wimmer-Schweingruber, Donald M. Hassler, Cary Zeitlin, Bent Ehresmann, Daniel Matthiä et Bin Zhuang, 2 août 2023, disponible ici. Messages de recherche géographique.
doi: 10.1029/2023GL103069