Les tubes de lave, les grottes ou les habitations souterraines pourraient-ils être un refuge sûr pour les futurs astronautes sur Mars ? Les scientifiques de l'équipe du rover Curiosity de la NASA aident à enquêter sur des questions similaires avec le détecteur d'évaluation des rayonnements, ou RAD.
Contrairement à la Terre, Mars n'a pas de champ magnétique qui la protège des particules de haute énergie volant dans l'espace. Ces radiations peuvent causer de graves dommages à la santé humaine et miner gravement les systèmes de survie dont dépendront les astronautes martiens.
Sur la base des données du RAD Curiosity, les chercheurs ont découvert que l'utilisation de matériaux naturels tels que les roches et les sédiments sur Mars peut fournir une certaine protection contre ce rayonnement cosmique omniprésent. Dans un article publié cet été dans JGR Planets, ils ont détaillé comment Curiosity est resté garé près d'une falaise dans un endroit appelé Murray Buttes du 9 au 21 septembre 2016.
Là-bas, RAD a enregistré une réduction de 4% du rayonnement total. Plus important encore, l'appareil a révélé une réduction de 7,5 % des émissions de particules neutres, y compris les neutrons, qui peuvent pénétrer la roche et sont particulièrement nocifs pour la santé humaine. Ces chiffres sont statistiquement suffisamment élevés pour montrer que cela est dû à l'emplacement de Curiosity au pied de la falaise, plutôt qu'aux changements habituels du rayonnement de fond. Les chercheurs recherchent maintenant d'autres endroits où RAD peut reproduire de telles mesures.
L'avant-poste de météorologie spatiale de la NASA sur Mars
Une grande partie du rayonnement mesuré par RAD provient des rayons cosmiques galactiques - des particules éjectées par des étoiles qui explosent et dispersées dans tout l'univers. Cela crée un tapis de "fond de rayonnement", qui peut présenter un danger pour la santé humaine. Un rayonnement intense sporadique provient du Soleil sous la forme de tempêtes solaires, qui éjectent de puissants arcs de gaz ionisé dans l'espace interplanétaire.
"Ces structures se plient dans l'espace, formant parfois des tubes magnétiques complexes en forme de croissant plus grands que la Terre, produisant des ondes de choc qui peuvent exciter efficacement les particules", a déclaré Jinnan Guo, qui a dirigé l'étude, publiée en septembre dans The Astronomy and Astrophysics Review dans laquelle analyse neuf ans de données RAD.
"Les rayons cosmiques, le rayonnement solaire, les tempêtes solaires sont tous des composants de la météo spatiale, et RAD est en fait un avant-poste de la météo spatiale à la surface de Mars", a déclaré Don Hassler du Southwest Research Institute, chercheur principal de l'instrument RAD.
Les tempêtes solaires se produisent avec une fréquence variable basée sur des cycles de 11 ans, certains cycles ayant des tempêtes plus fréquentes et plus puissantes que d'autres. Ironiquement, les périodes d'activité solaire maximale peuvent s'avérer être le moment le plus sûr pour les futurs astronautes sur Mars : une activité solaire accrue protège la planète rouge des rayons cosmiques de 30 à 50 % par rapport aux périodes où l'activité solaire est plus faible.
"C'est un compromis", a déclaré Guo. « Ces périodes de haute intensité réduisent une source de rayonnement : le rayonnement de fond cosmique à haute énergie omniprésent autour de Mars. Mais en même temps, les astronautes devront faire face au rayonnement intermittent et plus intense des tempêtes solaires."
Les observations RAD sont essentielles pour développer la capacité de prévoir et de mesurer la météo spatiale, les effets du Soleil sur la Terre et d'autres corps du système solaire. Alors que la NASA prévoit d'éventuels vols humains vers Mars, RAD sert d'avant-poste et fait partie de l'Observatoire du système héliophysique - une flottille de 27 missions étudiant le Soleil et ses effets sur l'espace - dont les recherches soutiennent notre compréhension et notre exploration de l'espace.
À ce jour, RAD a mesuré les effets de plus d'une dizaine de tempêtes solaires (cinq lors du survol de Mars en 2012), bien que les neuf dernières années aient été marquées par des périodes d'activité solaire particulièrement faibles.
Les scientifiques commencent à peine à voir une activité accrue alors que le Soleil sort de l'hibernation et devient plus actif. En fait, RAD a trouvé des preuves de la première éruption de classe X du nouveau cycle solaire le 28 octobre 2021. Les éruptions de classe X sont la catégorie la plus intense d'éruptions solaires, dont la plus grande peut couper l'alimentation et les communications sur Terre. D'autres observations sont nécessaires pour évaluer à quel point une tempête solaire vraiment puissante est dangereuse pour les humains à la surface de Mars.
Les découvertes de RAD alimenteront la quantité beaucoup plus importante de données qui seront collectées pour les futures missions avec équipage. La NASA a même équipé l'homologue de Curiosity, le rover Perseverance, d'échantillons de matériaux de combinaison spatiale pour évaluer dans quelle mesure ils résistent aux radiations au fil du temps.
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