Сейсмограф станции InSight почувствовал затмения Солнца Фобосом
Планетологи, работающие с марсианской станцией InSight, опубликовали результаты наблюдений научными инструментами станции за затмениями Солнца Фобосом и Деймосом, которые можно наблюдать с поверхности Красной планеты. Оказалось, что помимо уменьшения освещенности поверхности Марса затмения порождают термоупругие деформации в поверхностных слоях грунта, которые смог зафиксировать сейсмограф SEIS. Статья опубликована в журнале Geophysical Research Letters.
Характеристики орбит спутников Марса Фобоса и Деймоса позволяют автоматическим станциям и марсоходам, работающим в приэкваториальных широтах Красной планеты, наблюдать прохождения по диску Солнца этих тел несколько раз в год. Размеры Фобоса составляют 26,8×22,4×18,4 километра, а Деймоса — 15×12,2×10,4 километра, они закрывают лишь часть солнечного диска, создавая кратковременные кольцевые затмения. Впервые подобное событие с поверхности Марса смог пронаблюдать спускаемый аппарат «Викинг-1», в дальнейшем его регистрировали марсоходы «Спирит», «Оппортьюнити» и «Кьюриосити», а также исследовательская станция InSight, занимающаяся исследованием внутреннего строения Марса. Подобные наблюдения интересны тем, что позволяют уточнить параметры орбит спутников, а также определить их вековое ускорение, по которому можно оценить приливную диссипацию в марсианской мантии.
Планетологи во главе с Саймоном Штелером (Simon Stähler) из Швейцарской высшей технической школы Цюриха опубликовали результаты анализа данных, собранных научными приборами станции InSight во время наблюдений за восемью прохождениями Фобоса и одним прохождением Деймоса по диску Солнца, произошедшими с момента высадки станции на планету в ноябре 2018 года.
Самым непосредственным проявлением затмения Солнца спутниками Марса стало снижение выработки энергии солнечными панелями станции, которое составляло от 4 до 23 процентов от первоначального значения. Погодные датчики не выявили никаких изменений давления и температуры воздуха, а также силы ветра, вызванных затмениями. Магнитометр станции зафиксировал уменьшение двух компонент (Bx, Bz) величины магнитной индукции, что связывается с изменением тока, выдаваемого солнечными панелями. Инфракрасный радиометр в ходе затмений фиксировал падение температуры поверхности на 2-2,5 кельвина в пределах трех метров от станции, причем температурный отклик грунта на изменение условий освещенности Солнцем согласуется с менее плотным и/или менее теплопроводным веществом в самом верхнем слое грунта, толщиной в миллиметр, по сравнению со слоем грунта, толщиной в сантиметр.
Наиболее любопытный результат был получен сейсмографом SEIS, данные которого стали наиболее сложными для интерпретации и не имеют никакого сходства с наблюдавшимися ранее марсотрясениями. Ученые считают, что прибор смог зафиксировать сигналы, возникающие в результате термоупругих деформаций в тонком верхнем слое грунта, вызываемых изменениями его температуры в ходе затмений Солнца Фобосом, которые влияют на нижележащие слои до глубины в несколько метров, а дальнейший сбор данных поможет лучше оценить свойства поверхностного слоя грунта.
От редактора
Изначально заголовок заметки сообщал, что сейсмограф станции InSight зафиксировал не только затмения Солнца Фобосом, но и затмение Деймосом, а это не так — SEIS почувствовал только прохождение Фобоса по солнечному диску. Заголовок исправлен, приносим свои извинения.
О том, как InSight исследует Красную планету, мы рассказывали в материалах «Заглянуть внутрь Красной планеты» и «Сейсмограф для Марса».
Александр Войтюк
Оно возникло из-за сильной солнечной вспышки и выброса плазмы
Китайские астрономы сообщили о первом случае регистрации наземного возрастания солнечных космических лучей на Земле, Луне и Марсе. Само по себе событие не было очень мощным и возникло в октябре 2021 года из-за сильной вспышки и коронального выброса массы на Солнце. Статья опубликована в журнале Geophysical Research Letters. Когда на Солнце происходят мощные вспышки или корональные выбросы массы, то в гелиосфере наблюдается возрастание интенсивности энергетических частиц солнечных космических лучей (в основном это протоны), которые способны негативно влиять на здоровье астронавтов или электронику космических аппаратов и кораблей. При этом могут возникать события наземного возрастания солнечных космических лучей (GLE-событие), когда ускоренные протоны с энергиями от пятисот мегаэлектронвольт до нескольких гигаэлектронвольт способны достичь поверхности Земли, порождая в атмосфере множество вторичных частиц, что обнаруживается наземными детекторами. Такие события относительно редки, с 1942 года их зарегистрировано 73 штуки. Группа астрономов во главе с Го Цзиннань (Jingnan Guo) из Научно-технического университета Китая опубликовала результаты анализа наблюдений первого случая регистрации наземного возрастания солнечных космических лучей на поверхностях сразу трех небесных тел — Земли, Луны и Марса. Речь идет о событии GLE73, которое произошло 28 октября 2021 года и связано с солнечной вспышкой класса X1.0 и сопровождавшим ее мощным корональным выбросом массы. Ученые рассматривали данные, полученные прибором LND на борту китайской станции «Чанъэ-4» на поверхности обратной стороны Луны, инструментом CRaTER на борту орбитального лунного зонда LRO, детектором RAMIS на спутнике Eu:CROPIS на полярной 600-километровой околоземной орбите, а также детектором RAD на борту марсохода «Кьюриосити». Поскольку Луна не имеет глобального магнитного поля или плотной атмосферы, то солнечные космические лучи могут достигать ее поверхности напрямую, а также взаимодействовать с реголитом, порождая вторичные частицы. У Марса тоже отсутствует глобальная магнитосфера, однако есть тонкая атмосфера, в которой солнечные космические лучи способны терять часть энергии и генерировать вторичные частицы, которые, как и в случае Луны, будут возникать и при взаимодействии первичных частиц с грунтом. В случае околоземной орбиты измеренная общая доза поглощенного излучения от солнечных космических лучей составила 10,474 миллигрей, околомарсианской — 9,186 миллигрей, окололунной — 31,191 миллигрей. На показания детектора RAMIS, скорее всего, влиял тот факт, что он находился за трехмиллиметровым алюминиевым экраном, в то время как CRaTER был наименее экранированным детектором. В случае лунной поверхности измеренная доза поглощенного излучения составила около 17 миллигрей, при этом значение смоделированной дозы составляет около 11 миллигрей. Для поверхности Марса поглощенная доза составила 0,288 миллигрея, при этом наиболее верная по мнению ученых модель дает значение дозы 0,315 миллигрея. Ученые отмечают, что радиационный эффект GLE73 по сравнению с другими GLE-событиями не выглядит очень большим, возможно из-за недостаточной эффективности ускорения частиц во время выброса или вспышки. Считается, что острая лучевая болезнь развивается у человека, если его тело получит дозу выше 700 миллигрей одномоментно или за короткое время. Ни одно из событий типа GLE на Марсе не преодолело этот порог по измеренной дозе, а вот на Луне 12 из 67 событий превысили этот уровень. Для лучшего понимания угрозы таких событий для астронавтов и техники, а также создания более точных моделей, необходимо продолжать мониторинг радиационной обстановки как на Земле, так и в межпланетном пространстве и на поверхности других небесных тел. Ранее мы рассказывали о том, как десять космических аппаратов отследили путешествие солнечной плазмы по Солнечной системе.