Eine gewaltige Sonneneruption war auf der Erde, dem Mond und dem Mars zu spüren

Auf der Erde und dem Mond wurde gleichzeitig eine Sonneneruption festgestellt Mars Betont die Notwendigkeit, bemannte Erkundungsmissionen auf die Gefahren der Weltraumstrahlung vorzubereiten.

Am 28. Oktober 2021 brach ein koronaler Massenauswurf aus der Sonne aus, und sein Einfluss war so weitreichend, dass sowohl der Mars als auch die Erde, obwohl sie sich auf gegenüberliegenden Seiten der Sonne befanden und etwa 250 Millionen Kilometer (160 Millionen Meilen) voneinander entfernt waren, einen Schwall von Sonnenstrahlen abbekamen energetische Teilchen.

Ein seltenes und wichtiges Ereignis

Dies ist das erste Mal, dass ein Sonnenereignis gleichzeitig auf den Oberflächen der Erde, des Mondes und des Mars gemessen wurde, wie am 2. August berichtet wurde Geosearch-Nachrichten Papier. Die Explosion wurde von einer internationalen Flotte von Raumfahrzeugen entdeckt, darunter der ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), der Mars Curiosity der NASA, der Mondlander Chang’e-4 der CNSA, der Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) und der Erdorbiter Eu:CROPIS des DLR. .

Diese gleichzeitigen Messungen auf verschiedenen Welten tragen dazu bei, unser Wissen über die Auswirkungen von Sonneneruptionen zu verbessern und darüber, wie das Magnetfeld und die Atmosphäre eines Planeten dazu beitragen könnten, Astronauten vor ihnen zu schützen.

Koronaler Massenauswurf, beobachtet vom SOHO-Büro am 28. Oktober 2021. Dieses Ereignis ist ein seltenes Beispiel für eine „Verbesserung des Bodenniveaus“. Während dieser Ereignisse sind die Teilchen der Sonne energiereich genug, um die Magnetblase zu passieren, die die Erde umgibt und uns vor weniger energiereichen Sonneneruptionen schützt. Es war erst die 73. Bodenverbesserung seit Beginn der Aufzeichnungen in den 1940er Jahren, und seitdem wurde keine mehr registriert. Bildnachweis: SOHO (ESA und NASA), CC BY-SA 3.0 IGO

Vergleichen Sie verschiedene Welten

Die Veranstaltung, die am 28. Oktober 2021 stattfand, ist ein seltenes Beispiel für eine „Bodenniveauverbesserung“. Während dieser Ereignisse sind die Teilchen der Sonne energiereich genug, um die Magnetblase zu passieren, die die Erde umgibt und uns vor weniger energiereichen Sonneneruptionen schützt. Es war erst die 73. Bodenverbesserung seit Beginn der Aufzeichnungen in den 1940er Jahren, und seitdem wurde keine mehr registriert.

Da Mond und Mars keine eigenen Magnetfelder erzeugen, können Partikel der Sonne leicht ihre Oberflächen erreichen und sogar mit dem Boden interagieren, um Sekundärstrahlung zu erzeugen. Aber der Mars hat eine dünne Atmosphäre, die die meisten niederenergetischen Sonnenteilchen aufhält und die hochenergetischen Teilchen verlangsamt.

Wie wichtig es ist, Sonnenereignisse zu verstehen

Da der Mond und der Mars im Mittelpunkt zukünftiger menschlicher Erforschung stehen, ist es äußerst wichtig, diese Sonnenereignisse und ihre möglichen Auswirkungen auf den menschlichen Körper zu verstehen. Astronauten laufen Gefahr, an einer Strahlenkrankheit zu erkranken. Eine Strahlungsdosis von mehr als 700 Milligray – der Strahlungsabsorptionseinheit – kann durch Zerstörung des Knochenmarks zu Strahlenkrankheit führen, was zu Symptomen wie Infektionen und inneren Blutungen führt.

Wenn ein Astronaut mehr als 10 Grautöne erhält, ist es unwahrscheinlich, dass er länger als 2 Wochen überlebt. Eine einzige Sonneneruption im August 1972 hätte einem Astronauten auf der Mondoberfläche eine so hohe Strahlungsdosis zufügen können, aber sie fiel glücklicherweise zwischen die bemannten Missionen Apollo 16 und 17.

Spüren Sie die riesige Sonneneruption auf der Infografik Erde, Mond und Mars. Bildnachweis: ESA

Aktuelle Erkenntnisse und Schutzmaßnahmen

Zum Vergleich: Während des Ereignisses vom 28. Oktober 2021 wurde die Dosis in der Mondumlaufbahn gemessen NASADer Lunar Reconnaissance Orbiter wog nur 31 Milligramm. „Unsere Berechnungen früherer Ereignisse zur Erhöhung der Erdoberfläche zeigen, dass durchschnittlich alle 5,5 Jahre ein Ereignis die sichere Dosis auf dem Mond überschritten hätte, wenn kein Strahlenschutz vorgesehen gewesen wäre. Diese Ereignisse sind für zukünftige bemannte Missionen zur Mondoberfläche von entscheidender Bedeutung.“ „

Wenn wir die Messungen des ExoMars TGO und des Curiosity Rovers vergleichen, wird der Schutz, den die Marsatmosphäre bietet, deutlich: Der TGO maß 9 Milligramm, 30-mal mehr als die auf der Oberfläche nachgewiesenen 0,3 Milligramm.

Auch die ESA-Missionen Solar Orbiter, SOHO und BepiColombo im inneren Sonnensystem haben den Ausbruch entdeckt und bieten so mehr und bessere Aussichtspunkte für die Untersuchung dieses Sonnenereignisses.

Derzeit leben wir in einem goldenen Zeitalter der Sonnensystemphysik. Strahlungsdetektoren an Bord interplanetarer Missionen wie BepiColombo auf dem Weg zum Merkur und Juice auf dem Weg dorthin der Jupiter„Damit wird die Untersuchung der Beschleunigung und Ausbreitung solarer Teilchen um dringend benötigte Berichterstattung erweitert“, sagte Marco Pinto, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter der Europäischen Weltraumorganisation, der an Strahlungsdetektoren arbeitet.

Beschütze unsere Astronauten

Der Schutz von Astronauten bei ihren Abenteuern im Weltraum ist eine wesentliche und wichtige Aufgabe der Europäischen Weltraumorganisation. Das Verständnis und die Vorhersage extremer Strahlungsereignisse ist dabei ein wesentlicher Bestandteil. Spezielle Instrumente messen die Strahlungsumgebung im Weltraum und werden zum Schutz kritischer und terrestrischer Weltrauminfrastruktur sowie zum Schutz von Astronauten eingesetzt. Wenn die Astronauten rechtzeitig gewarnt werden, können sie Schutz wie Körperkleidung oder Unterschlupf in Höhlen anfordern. aktuelle Politik auf Internationale Raumstation Es ist eine Rückkehr in den Schlafbereich oder die Küche, wo die Wände vor Strahlung schützen.

Das Portal wird eine nachhaltige Erkundung rund um und auf dem Mond ermöglichen und gleichzeitig die Erforschung und Demonstration der Technologien und Prozesse ermöglichen, die für die Durchführung einer zukünftigen Mission zum Mars erforderlich sind. Dieses Computer-Rendering zeigt die NASA-Raumsonde Orion, die am Gateway (links) angedockt ist und die Astronauten zum Mondaußenposten bringen wird. Bildnachweis: ESA

Mondtor

Das Artemis-Programm, das Astronauten zum Mond schickt, umfasst eine Raumstation in der Mondumlaufbahn namens Gateway. Auf dem Gateway werden drei Instrumentengruppen die Strahlungsumgebung rund um den Mond überwachen: das European Radiation Sensor Array (ERSA) der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), die Heliophysics Environmental Measurement and Radiation Experiment Suite (HERMES) der NASA und ESA/JAXA Internes Dosimeter-Array (IDA).

Zusammen werden diese Experimente die Strahlungsumgebung außerhalb des Gateways messen und gleichzeitig spezifische Strahlungsdosen im Inneren überwachen, zwischen 3.000 km und 70.000 km (45.000 Meilen) von der Mondoberfläche entfernt. Diese Messungen werden notwendig sein, um die Umgebung, die Astronauten im interplanetaren Raum erleben werden, besser zu verstehen.

Zwei Strahlungsattrappen führen bahnbrechende Vorbeiflüge an der Mondoberfläche durch, um Raumfahrer vor kosmischer Strahlung und energiereichen Sonnenstürmen zu schützen. Diese beiden weiblichen Phantome besetzten die Passagiersitze während Orions erster Mission um den Mond und flogen weiter, als jemals ein Mensch zuvor geflogen war. Ausgestattet mit mehr als 5.600 Sensoren haben die beiden mit beispielloser Genauigkeit die Strahlungsmenge gemessen, der Astronauten bei zukünftigen Missionen ausgesetzt sein könnten. Bildnachweis: Lockheed Martin

Luna-Zwillinge und zukünftige Forschung

Raumfahrtbehörden beschäftigen sich auch mit Schutzkleidung, um die Auswirkungen der Weltraumstrahlung auf den Körper zu verringern. Zwei identische Mannequins, entwickelt vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), waren die Passagiere des Testflugs Artemis I, der von November bis Dezember 2022 am Mond vorbeiflog. Ausgestattet mit Strahlungssensoren des DLR und der NASA. Helga flog ungeschützt, doch die Zohar trug eine neu entwickelte Strahlenschutzweste, die ihren Oberkörper bedeckte. Die DLR-Forscher vergleichen derzeit die beiden von Helga und Zohar gemessenen Datensätze.

Colin Wilson, ExoMars TGO-Projektwissenschaftler, kommt zu dem Schluss: „Weltraumstrahlung kann ein sehr reales Risiko für unsere Erforschung des gesamten Sonnensystems darstellen. Messungen hochgradiger Strahlungsereignisse durch Robotermissionen sind für die Vorbereitung langfristiger bemannter Missionen von entscheidender Bedeutung. Vielen Dank.“ Daten von Für Missionen wie ExoMars TGO können wir uns darauf vorbereiten, wie wir unsere menschlichen Entdecker am besten schützen können.

Referenz: „Erste Verbesserung des auf drei Planetenoberflächen sichtbaren Erdniveaus: Erde, Mond und Mars“ von Jingnan Gu, Xiaoli Li, Jian Zhang und Michael I. . Wimmer-Schweingruber, Donald M. Hassler, Cary Zeitlin, Bent Ehresmann, Daniel Matthiä und Bin Zhuang, 2. August 2023, hier verfügbar. Geosearch-Nachrichten.
doi: 10.1029/2023GL103069