Co se stane, když sluneční superbouře zasáhne Mars? Díky orbitálním sondám Evropské kosmické agentury (ESA) to nyní víme – poruchy kosmických lodí a nadměrné nabití horní atmosféry. Detaily toho, jak setkání kosmické superbouře a Marsu vypadalo, teď astronomové popsali v odborném časopise Nature Communications.
V květnu 2024 zasáhla Zemi největší sluneční bouře zaznamenaná za posledních víc než dvacet let. Vyvolala nadměrné nabití atmosféry, což po celém světě vyvolalo působivé polární záře – včetně České republiky. Země ale nebyla jediná planeta Sluneční soustavy, kterou tato bouře bičovala. Vědci teď popsali, jak kosmické počasí postihlo Mars.
Když dosáhly nabité částice rudé planety, byli na to vědci připravení. Příchod bouře sledovali všemi svými přístroji dvě evropské družice na oběžné dráze Marsu – Mars Express a ExoMars Trace Gas Orbiter. Zaznamenaly za pouhých 64 hodin dávku, kterou by jinak trvalo nasbírat za dvě stě „normálních“ dnů.
Elektronika měla problémy
„Dopad byl pozoruhodný – horní atmosféra Marsu byla doslova zaplavená elektrony,“ uvedl hlavní autor studie Jacob Parrott, který pracuje pro Evropskou kosmickou agenturu. „Byla to největší reakce na sluneční bouři, jakou jsme kdy na Marsu zaznamenali.“
Tato superbouře způsobila dramatický nárůst elektronů rovnou ve dvou vrstvách atmosféry Marsu – ve výškách kolem 110 a 130 kilometrů, kde jejich počet vzrostl o 45 procent, respektive dokonce o 278 procent. „Jedná se o nejvyšší počet elektronů, jaký jsme kdy v této vrstvě atmosféry Marsu zaznamenali,“ doplňuje Parrott. Takové množství nabitých částic může mít negativní dopady na elektroniku a přesně to se stalo.
„Bouře způsobila počítačové chyby u obou orbitálních sond, což je typické nebezpečí spojené s vesmírným počasím, protože částice, které se na něm podílejí, jsou velmi energetické a těžko předvídatelné,“ dodává Parrott. „Naštěstí byly kosmické lodě navrženy s ohledem na tuto hrozbu a byly vyrobeny z komponent odolných proti záření, a proto jsou vybavené zvláštními systémy pro detekci a opravu těchto chyb. Díky tomu se systémy rychle zotavily.“
Rádiová okultace v praxi
Aby prozkoumali dopad superbouře na Mars, Parrott a jeho kolegové použili techniku, kterou v současné době vyvíjí ESA a která se jmenuje rádiová okultace. Sonda Mars Express vyslala rádiový signál ke druhé sondě, a to přesně v moment, kdy mizela za marťanským horizontem. Jakmile tam druhá sonda zmizela, rádiový signál se zlomil mezi různými vrstvami marťanské atmosféry tak, že ho nakonec zachytila první sonda. Díky tomuto ping pongu signálu získali vědci spoustu informací o každé jednotlivé vrstvě.
„Tato technika se ve skutečnosti používá již desítky let k průzkumu Sluneční soustavy, ale pomocí signálů vysílaných z kosmické lodi na Zemi,“ vysvětlují autoři. Ale teprve nedávno se začala používat na Marsu mezi dvěma kosmickými loděmi, jako jsou Mars Express a ExoMars Trace Gas Orbiter.
Rudá a modrá planeta
Květnová superbouře z roku 2024 se na Zemi a na Marsu podle této studie projevila značně odlišnými způsoby. Na Zemi byla reakce horní atmosféry díky ochrannému účinku zemského magnetického pole mírnější. Magnetické pole nejenže odklonilo mnoho částic sluneční bouře od Země, ale také některé z nich odklonilo směrem k zemským pólům, kde způsobily rozzáření oblohy polárními zářemi.
Naopak Marsu tato ochrana chyběla, takže se dopad mohl projevit přímo a silně. Výsledky jsou velmi užitečné pro budoucí mise k Marsu, jak pro jejich plánování, tak zejména kvůli tomu, jak moc bude před následky podobných projevů vesmírného počasí třeba ochraňovat stroje i lidi.
