Potrebbero i tubi di lava, le grotte o le abitazioni sotterranee essere un rifugio sicuro per i futuri astronauti su Marte? Gli scienziati del team rover Curiosity della NASA stanno aiutando a indagare su domande simili con il Radiation Assessment Detector, o RAD.
A differenza della Terra, Marte non ha un campo magnetico che lo protegga dalle particelle ad alta energia che volano nello spazio. Questa radiazione può causare seri danni alla salute umana e minare seriamente i sistemi di supporto vitale da cui dipenderanno gli astronauti marziani.
Sulla base dei dati della RAD Curiosity, i ricercatori scoprono che l'uso di materiali naturali come rocce e sedimenti su Marte può fornire una certa protezione da questa onnipresente radiazione cosmica. In un articolo pubblicato quest'estate su JGR Planets, hanno spiegato in dettaglio come Curiosity sia rimasto parcheggiato vicino a una scogliera in un luogo chiamato Murray Buttes dal 9 al 21 settembre 2016.
Mentre era lì, la RAD ha registrato una riduzione del 4% della radiazione totale. Ancora più importante, il dispositivo ha riscontrato una riduzione del 7,5% delle emissioni di particelle neutre, compresi i neutroni, che possono penetrare nella roccia e sono particolarmente dannosi per la salute umana. Questi numeri sono statisticamente abbastanza alti da mostrare che ciò è dovuto alla posizione di Curiosity alla base della scogliera, piuttosto che ai soliti cambiamenti nella radiazione di fondo. I ricercatori stanno ora cercando altri posti in cui RAD possa replicare tali misurazioni.
L'avamposto meteorologico spaziale della NASA su Marte
Gran parte della radiazione misurata dalla RAD proviene dai raggi cosmici galattici, particelle espulse dalle stelle che esplodono e sparse nell'universo. Questo crea un tappeto di "radiazioni di fondo", che può rappresentare un pericolo per la salute umana. Radiazioni intense sporadiche provengono dal Sole sotto forma di tempeste solari, che espellono potenti archi di gas ionizzato nello spazio interplanetario.
"Queste strutture si piegano nello spazio, a volte formando complessi tubi magnetici a forma di croissant più grandi della Terra, producendo onde d'urto che possono eccitare efficacemente le particelle", ha affermato Jinnan Guo, che ha guidato lo studio, pubblicato a settembre su The Astronomy and Astrophysics Review in cui analizza nove anni di dati RAD.
"I raggi cosmici, la radiazione solare, le tempeste solari sono tutte componenti del tempo spaziale e la RAD è in realtà un avamposto del tempo spaziale sulla superficie di Marte", ha affermato Don Hassler del Southwest Research Institute, ricercatore principale dello strumento RAD.
Le tempeste solari si verificano con frequenza variabile in base a cicli di 11 anni, con alcuni cicli che hanno tempeste più frequenti e potenti di altri. Ironia della sorte, i periodi di massima attività solare potrebbero rivelarsi il momento più sicuro per i futuri astronauti su Marte: l'aumento dell'attività solare protegge il Pianeta Rosso dai raggi cosmici del 30-50% rispetto ai periodi in cui l'attività solare è inferiore.
"È un compromesso", ha detto Guo. “Questi periodi di alta intensità riducono una fonte di radiazione: l'onnipresente radiazione di fondo di raggi cosmici ad alta energia intorno a Marte. Ma allo stesso tempo, gli astronauti dovranno fare i conti con la radiazione intermittente e più intensa delle tempeste solari".
Le osservazioni RAD sono fondamentali per sviluppare la capacità di prevedere e misurare il tempo atmosferico spaziale, gli effetti del Sole sulla Terra e altri corpi del Sistema Solare. Mentre la NASA pianifica possibili voli umani su Marte, la RAD funge da avamposto e fa parte dell'Heliophysical System Observatory - una flottiglia di 27 missioni che studiano il Sole e i suoi effetti sullo spazio - la cui ricerca supporta la nostra comprensione ed esplorazione dello spazio.
Ad oggi, la RAD ha misurato gli effetti di più di una dozzina di tempeste solari (cinque durante il sorvolo di Marte del 2012), sebbene gli ultimi nove anni siano stati caratterizzati da periodi particolarmente deboli di attività solare.
Gli scienziati stanno solo ora iniziando a vedere una maggiore attività mentre il Sole emerge dal letargo e diventa più attivo. In effetti, la RAD ha trovato prove del primo brillamento di classe X del nuovo ciclo solare il 28 ottobre 2021. I brillamenti di classe X sono la categoria più intensa di brillamenti solari, il più grande dei quali può mettere fuori uso l'energia e le comunicazioni sulla Terra. Sono necessarie ulteriori osservazioni per valutare quanto sia pericolosa una tempesta solare davvero potente per gli esseri umani sulla superficie di Marte.
I risultati della RAD alimenteranno la quantità molto maggiore di dati che verranno raccolti per le future missioni con equipaggio. La NASA ha persino equipaggiato la controparte di Curiosity, il rover Perseverance, con campioni di materiali per tute spaziali per valutare quanto bene resistono alle radiazioni nel tempo.
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