حدث طقس بيني كوكبي
التقطت أسطول مدارات المريخ التابع لوكالة الفضاء الأوروبية بيانات علمية لم يسبق لها مثيل حيث ضربت عاصفة شمسية فائقة ضخمة الكوكب الأحمر، مما تسبب في أعطال إلكترونيات المركبات الفضائية وغيّر بشكل كبير الغلاف الجوي العلوي للمريخ. توفر المراقبات الصورة الأكثر تفصيلاً حتى الآن لكيفية تأثير الطقس الفضائي الشديد على كوكب يتمتع بحماية مجال مغناطيسي ضئيلة.
تم تصنيف العاصفة الفائقة كحدث جسيمات شمسية نشطة متطرفة، ونشأت من سلسلة من الانفجارات الشمسية القوية والقذف الكتلي الإكليلي الموجهة نحو المريخ. على عكس الأرض، التي تحميها مجال مغناطيسي عام قوي يحرف معظم جسيمات البلازما الشمسية، فقد فقد المريخ مجاله المغناطيسي العام قبل مليارات السنين ويعتمد فقط على مجالات مغناطيسية قشرية محلية للحماية الجزئية.
المركبات الفضائية تحت القصف
عندما وصلت جسيمات العاصفة النشطة إلى المريخ، واجه كل من Mars Express و Trace Gas Orbiter التابعين لوكالة الفضاء الأوروبية شذوذ تشغيلية. سجلت الأنظمة الإلكترونية للمركبات معدلات خطأ مرتفعة حيث اخترقت البروتونات عالية الطاقة الدرع وتسببت في انقلابات أحادية الحدث في الإلكترونيات الحساسة، تقلبات بت مؤقتة في ذاكرة الكمبيوتر ناتجة عن تأثيرات الإشعاع.
على الرغم من عدم شكل هذه الأعطال خطراً على المركبة، إلا أنها وفرت بيانات قيمة حول بيئة الإشعاع التي ستحتاج البعثات البشرية المستقبلية إلى المريخ إلى تحملها. تجاوزت شدة قصف الجسيمات معاييس التصميم المستخدمة لبعض مكونات المركبة، مما يسلط الضوء على أهمية التصلب الإشعاعي القوي للأجهزة الموجهة إلى المريخ.
راقب متحكمو المهمة في مركز عمليات الفضاء الأوروبي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية المركبة طوال الحدث وأفادوا بأن جميع الأجهزة استمرت في العمل ضمن معاييس مقبولة رغم مستويات الإشعاع المرتفعة. أثارت العواصف بالفعل عدة مدخلات وضع آمن آلي في الأجهزة الفردية، والتي تم حلها من خلال إعادة التشغيل الموجهة من الأرض.
تحول غلافي
لوحظت أكثر التأثيرات درامية في الغلاف الجوي العلوي للمريخ. كشفت الأجهزة المدارية عن توسع سريع وكبير في الأيونوسفير المريخي حيث أودعت جسيمات البلازما الشمسية الطاقة في الغازات الجوية. ارتفعت الأيونوسفير، الطبقة العليا المشحونة كهربائياً من الغلاف الجوي، ودفعت بشكل كبير، مع ارتفاع حدها العلوي بعشرات الكيلومترات في غضون ساعات من وصول العاصفة.
كما أثّر الأيونيزاسيون المتزايد على الكيمياء الجوية، حيث أدى تحطم الجزيئات في الغلاف الجوي العلوي إلى إنتاج جسيمات ثانوية وانبعاثات تمكنت أجهزة قياس الطيف المدارية من الكشف عنها وتوصيفها. تساعد هذه المراقبات العلماء على فهم العملية طويلة المدى التي بموجبها تزيل النشاط الشمسي الغلاف الجوي للمريخ، وهي آلية كانت تعمل لمليارات السنين ويُعتقد أنها السبب الرئيسي لتطور المريخ من عالم دافئ رطب إلى الكوكب البارد الجاف الذي نراه اليوم.
الآثار المترتبة على المهام البشرية
البيانات المجمعة أثناء العاصفة الفائقة لها صلة مباشرة بالتخطيط للبعثات البشرية إلى المريخ. سيتعرض رواد الفضاء على سطح المريخ أو أثناء العبور بين الأرض والمريخ لمستويات إشعاع خطيرة أثناء مثل هذه الأحداث. ستساعد قياسات مدارات وكالة الفضاء الأوروبية في تحسين نماذج التعرض للإشعاع وإبلاغ تصميم أنظمة الدرع للمركبات والموائل السطحية.
أثناء نفس العاصفة الشمسية، أثّر الحدث أيضاً على الأرض، حيث ارتبط بعروض أورورا مذهلة في خطوط عرض غير عادية منخفضة. ومع ذلك، انحرف المجال المغناطيسي الأرضي أخطر الجسيمات، مما وفر حماية لا يمكن للمريخ أن يوفرها. يسلط هذا التباين الضوء على التحدي الأساسي في التشغيل على كوكب بدون حماية المجال المغناطيسي.
عادة ما تشمل معمارية المهام الحالية للبعثات البشرية إلى المريخ ملاجئ عواصف إشعاعية، أقسام مصفحة بكثافة حيث يمكن لأفراد الطاقم الانسحاب إليها أثناء أحداث جسيمات البلازما الشمسية. ستساعد مراقبات وكالة الفضاء الأوروبية في تحديد ما إذا كانت مواصفات التدريع في هذه التصاميم كافية للأحداث الأكثر تطرفاً.
حصاد علمي
بعيداً عن الآثار العملية للاستكشاف، أسفرت مراقبات العاصفة عن ثروة من البيانات العلمية الأساسية. سمحت القياسات المتزامنة من منصات مدارية متعددة للباحثين ببناء صورة ثلاثية الأبعاد لكيفية تفاعل العاصفة مع غلاف المريخ والمجالات المغناطيسية القشرية المتبقية.
أظهرت المناطق من سطح المريخ حيث تكون المجالات المغناطيسية القشرية أقوى ما يقاس بشكل مختلف استجابات غلافية مقارنة بالمناطق غير المغناطيسية، مما يؤكد التنبؤات النظرية بشأن الدور الوقائي حتى للمجالات المغناطيسية المحلية. لهذه الاستنتاجات آثار على فهم صلاحية السكن للكواكب الخارجية التي تدور حول النجوم النشطة، حيث قد تكون قوة المجال المغناطيسي عاملاً حاسماً في الاحتفاظ بالغلاف الجوي.
بدأ فريق وكالة الفضاء الأوروبية في نشر نتائجهم وأتاحوا البيانات الخام للمجتمع العلمي الأوسع، مما يمكّن الباحثين من جميع أنحاء العالم من تحليل أكثر مجموعة بيانات شاملة تم جمعها على الإطلاق لتفاعل عاصفة شمسية رئيسية مع المريخ.
تستند هذه المقالة إلى التقارير من Universe Today. اقرأ المقالة الأصلية.
