Uma ejeção de massa coronal irrompeu do sol em 28 de outubro de 2021 e se espalhou por uma área tão ampla que Marte e a Terra, embora em lados opostos do sol e separados por cerca de 250 milhões de quilômetros, receberam um influxo de partículas energéticas.

Isso marca a primeira vez que um evento solar foi medido simultaneamente nas superfícies da Terra, da Lua e de Marte. A explosão foi detectada por uma frota internacional de espaçonaves, incluindo o ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) da ESA, o rover Curiosity Mars da NASA, o módulo lunar Chang'e-4 da CNSA, o Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) da NASA e o orbitador terrestre Eu:CROPIS da DLR. . "O primeiro aprimoramento do nível do solo visto em três superfícies planetárias: Terra, Lua e Marte", foi publicado na Geophysical Research Letters .

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

O evento que ocorreu em 28 de outubro de 2021 é um exemplo de uma rara "melhoria no nível do solo". Durante esses eventos, as partículas do sol têm energia suficiente para passar pela bolha magnética que envolve a Terra e nos protege de explosões solares menos energéticas. Esta 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 atmosfera fina que impede a maioria das partículas solares de energia mais baixa e retarda as altamente energéticas.

Com a lua e Marte como 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 doenças causadas pela radiação. Uma dose de radiação acima de 700 miligray – a unidade para a absorção de radiação – pode induzir a doença da radiação através da destruição da medula óssea, resultando em sintomas como infecção e hemorragia interna.

Se um astronauta receber mais de 10 cinzas, é extremamente improvável que sobreviva mais de duas semanas. Uma explosão solar em agosto de 1972 teria dado uma dose tão alta de radiação a um astronauta na superfície lunar , mas felizmente caiu entre as missões tripuladas Apollo 16 e 17.

Em comparação, durante o evento de 28 de outubro de 2021, a dose na órbita lunar, medida pelo Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA, foi de apenas 31 miligray. "Nossos cálculos dos últimos eventos de aumento do nível do solo mostram que, em média, um evento a cada 5,5 anos pode ter excedido o nível de dose seguro na lua se nenhuma proteção contra radiação tivesse sido fornecida. Compreender esses eventos é crucial para futuras missões tripuladas à superfície de a lua", diz o cientista Jingnan Guo, que pesquisou o evento de 28 de outubro.

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

As missões do sistema solar interno da ESA, Solar Orbiter, SOHO e BepiColombo, também foram apanhadas na explosão da explosão, fornecendo ainda mais pontos de observação para estudar este evento solar.

"Atualmente, vivemos em uma era de ouro da física do sistema solar. Detectores de radiação a bordo de missões planetárias como BepiColombo, a caminho de Mercúrio, e Juice, navegando para Júpiter, adicionam uma cobertura muito necessária para estudar a aceleração e propagação da radiação solar. partículas energéticas," comenta Marco Pinto, investigador da ESA que trabalha com detectores de radiação.

Proteger os astronautas enquanto se aventuram no espaço é uma tarefa essencial e importante para a ESA. Compreender e prever eventos de radiação intensa é uma parte vital disso. Instrumentos dedicados medem o ambiente de radiação no espaço e são usados ??para proteger a infraestrutura crítica espacial e terrestre, mas também os astronautas. Se avisados ??a tempo, os astronautas podem buscar proteção, como roupas corporais ou abrigo em cavernas. A política atual da Estação Espacial Internacional é recuar para os quartos de dormir ou para a cozinha, onde as paredes protegem contra a radiação.

O programa Artemis que está enviando astronautas para a lua inclui uma estação espacial em órbita lunar, chamada Gateway. No Gateway, três conjuntos de instrumentos monitorarão o ambiente de radiação ao redor da lua: o European Radiation Sensors Array (ERSA) da ESA, o Heliophysics Environmental and Radiation Measurement Experiment Suite (HERMES) da NASA e o ESA/JAXA Internal Dosimeter Array (IDA).

Juntos, esses experimentos medirão o ambiente de radiação fora do Gateway enquanto monitoram as doses específicas de radiação dentro, entre 3.000 km e 70.000 km da superfície lunar. Essas medições serão críticas para uma melhor compreensão do ambiente que os astronautas experimentarão no espaço interplanetário.

As agências espaciais também estão procurando trajes de proteção para minimizar o impacto da radiação espacial no corpo. Dois manequins idênticos, desenvolvidos pelo Centro Aeroespacial Alemão (DLR), eram passageiros do voo de teste Artemis I, que voou pela lua durante novembro e dezembro de 2022.

Os manequins, apelidados de Helga e Zohar, foram modelados com base no corpo feminino e foram equipados com sensores de radiação fornecidos pelo DLR e pela NASA. Helga voou desprotegida, mas 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 perigo real para nossa exploração em todo o sistema solar. Medições de eventos de radiação de alto nível por missões robóticas são essenciais para preparar missões tripuladas de longa duração. Graças aos dados de missões como ExoMars TGO podemos nos preparar para a melhor forma de proteger nossos exploradores humanos."