Een recente zonne-superstorm, de grootste in meer dan twintig jaar, trof tegelijkertijd de aarde en Mars en veroorzaakte dramatische atmosferische veranderingen op de Rode Planeet. Orbiters van de European Space Agency – Mars Express en de ExoMars Trace Gas Orbiter – registreerden ongekende pieken in atmosferische elektronen, wat essentiële gegevens opleverde over hoe planetaire atmosferen reageren op extreem ruimteweer. Deze gebeurtenis onderstreept de risico’s die het ruimteweer met zich meebrengt voor de technologie en benadrukt de grote verschillen tussen de afgeschermde omgeving van de aarde en de blootgestelde omstandigheden van Mars.
De impact van de storm op Mars
De zonnestorm, die op 11 mei 2024 de aarde bereikte, leverde in slechts 64 uur ongeveer 200 dagen aan straling op Mars. Dit veroorzaakte een aanzienlijke toename van de elektronendichtheid in de bovenste atmosfeer van Mars: een stijging van 45% op 110 kilometer hoogte en een verbazingwekkende toename van 278% op 130 kilometer boven het oppervlak. Dit zijn volgens ESA-onderzoekers de hoogste elektronenaantallen die ooit in de atmosfeer van Mars zijn waargenomen.
De storm veroorzaakte ook tijdelijke storingen in de systemen van beide orbiters – een typisch gevaar voor energetische ruimtedeeltjes. Het ruimtevaartuig was echter ontworpen met stralingsbestendige componenten en foutcorrectieprotocollen, waardoor ze snel konden herstellen.
Baanbrekende meettechniek
Wetenschappers gebruikten een techniek genaamd radio-occultatie om de effecten van de storm te analyseren. Dit omvat het verzenden van een radiosignaal van de ene orbiter (Mars Express) door de atmosfeer van Mars naar de andere (ExoMars TGO) terwijl deze onder de horizon duikt. De breking van het signaal onthult atmosferische details, vergelijkbaar met hoe oceaangolven rond objecten buigen.
‘Deze techniek wordt al tientallen jaren in het zonnestelsel gebruikt, maar pas onlangs hebben we deze toegepast tussen twee ruimtevaartuigen op Mars’, legt Colin Wilson, projectwetenschapper van ESA, uit. De timing van de waarneming – slechts 10 minuten na een grote zonnevlam – was opmerkelijk gelukkig, aangezien waarnemingen momenteel slechts twee keer per week worden uitgevoerd.
Aarde versus Mars: een verhaal over twee atmosferen
De studie benadrukt een fundamenteel verschil tussen de aarde en Mars. De magnetosfeer van de aarde buigt een groot deel van de zonnewind af, waardoor de impact ervan op de atmosfeer wordt verzacht. Mars, dat geen mondiaal magnetisch veld heeft, wordt direct blootgesteld aan zonnestraling.
De gebeurtenis onthulde dat de aarde en Mars heel verschillend reageren op geladen deeltjes van de zon. Het magnetische veld van de planeet beschermt de aarde terwijl Mars kwetsbaar blijft.
Implicaties voor planetaire evolutie en toekomstige missies
Dit onderzoek zou licht kunnen werpen op de manier waarop Mars in de loop van miljarden jaren een groot deel van zijn atmosfeer en water heeft verloren. De voortdurende instroom van zonnedeeltjes verwijdert atmosferische gassen, wat bijdraagt aan de huidige dorre toestand van de planeet. Het begrijpen van dit proces is cruciaal voor het beoordelen van de bewoonbaarheid van planeten op de lange termijn.
De elektronengolf heeft ook praktische implicaties voor toekomstige missies. Dichtere elektronenpopulaties kunnen de radarsignalen verstoren die worden gebruikt om het oppervlak van Mars te bestuderen, waardoor exploratie-inspanningen mogelijk worden belemmerd. De bevindingen van het team zullen helpen bij het verfijnen van de missieplanning en het verbeteren van ons vermogen om door andere werelden te navigeren en deze te onderzoeken.
Deze studie versterkt het belang van ruimteweervoorspelling en de behoefte aan een robuust ontwerp van ruimtevaartuigen. De zonne-superstorm diende als een grimmige herinnering aan de onvoorspelbare krachten die in ons zonnestelsel spelen, en hoe kwetsbaar zelfs onze meest geavanceerde technologie kan zijn.
