Het benadrukt dat we nog beter ons best moeten doen om toekomstige ruimtereizigers te beschermen tegen vernietigende straling.
Het is 28 oktober 2021 wanneer astronomen een venijnige coronale massa-ejectie waarnemen. Tijdens een dergelijke uitbarsting op de zon worden energierijke deeltjes en magnetische velden de ruimte ingeslingerd. De coronale massa-ejectie van 28 oktober verspreidde zich over zo’n groot gebied, dat Mars en de aarde – terwijl ze zich aan weerszijden van de zon bevonden en ongeveer 250 miljoen kilometer van elkaar verwijderd waren – gebombardeerd werden met deze energetische deeltjes, zo tonen onderzoekers in een nieuwe studie aan. En hoewel we op de aarde redelijk goed tegen de grillen van de zon beschermd zijn, is dat op de maan en Mars een heel ander verhaal. De studie onderstreept dan ook de noodzaak om de impact van dergelijke woeste zon-explosies op het menselijk lichaam beter te doorgronden.
Coronale massa ejecties worden nogal eens verward met zonnevlammen. En dat is ook niet zo gek. Zowel een CME als een zonnevlam is eigenlijk niets anders dan een explosie die plaatsvindt op de zon. Daarnaast ontstaan ze beide ook nog eens doordat magnetische velden op de zon verdraaid raken en zich plotseling opnieuw organiseren, waardoor enorme hoeveelheden energie vrijkomen. En soms treden zonnevlammen en CME’s ook tegelijk op. Toch zijn het twee verschillende fenomenen. Zonnevlammen zijn enorme uitbarstingen van röntgenstraling en energie die met de snelheid van het licht reizen. CME’s zijn enorme plasmabubbels die zich – aanzienlijk trager – de ruimte in bewegen. In dit geval blaast onze zon flarden van zijn ijle buitenatmosfeer – de corona – weg. Dergelijke uitbarstingen genereren niet alleen een fraai poollicht, ze kunnen ook aanzienlijke schade aanrichten aan satellieten in een baan rond de aarde en – in uitzonderlijke gevallen – voor problemen zorgen op onze planeet.
De grote magnetische bubbel rond de aarde beschermt ons tegen zonne-uitbarstingen. Ons magnetisch veld fungeert namelijk als schild tegen de gevaarlijkste uitbarstingen van de zon. Daarom werden de energetische deeltjes die de zon op 28 oktober wegslingerde, nauwelijks aan de grond gevoeld.
Maan en Mars
Maar de energetische deeltjes bereikten niet alleen de magnetosfeer van de aarde. De explosie werd ook op de maan en Mars gevoeld. De uitbarsting werd gedetecteerd door verschillende ruimtevaartuigen, waaronder ESA’s ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO), NASA’s Marsrover Curiosity, de CNSA Chang’e-4 Moon lander en NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Het is de eerste keer dat een zonne-uitbarsting gelijktijdig op zowel de aarde, de maan als Mars werd gemeten.
Oppervlak
De uitbarsting heeft met name voor de maan en Mars gevolgen gehad. De maan en Mars missen namelijk een krachtige beschermende magnetosfeer, wat betekent dat er veel meer straling op hun oppervlak komt. Mars wordt overigens wel door een zwakke magnetische bubbel omringd, waardoor niet alle hoogenergetische deeltjes het oppervlak bereiken.
Stralingsziekte
Toch is deze krachtige straling slecht nieuws voor toekomstige ruimtereizigers. Steeds meer ruimte-organisaties en -bedrijven spelen met het idee om de maan en Mars te koloniseren. Maar gigantische zonne-uitbarstingen kunnen roet in het eten gooien. Astronauten lopen namelijk het risico om stralingsziektes op te lopen. Een stralingsdosis van meer dan 700 milligray (een eenheid voor de hoeveelheid geabsorbeerde ioniserende straling) kan al stralingsziekte veroorzaken, met symptomen zoals infecties en inwendige bloedingen. Als een astronaut wordt blootgesteld aan meer dan 10 gray, is het uiterst onwaarschijnlijk dat hij nog langer dan twee weken leeft. Een zonne-uitbarsting die een dergelijke hoge straling genereerde vond in augustus 1972 plaats. Gelukkig waren er toen geen astronauten op de maan aanwezig.
Zwakker
De CME die eind oktober 2021 acte de présence gaf, was overigens een stuk zwakker dan dat. NASA’s Lunar Reconnaissance Orbiter mat bijvoorbeeld slechts 31 milligray. Bovendien blijkt dat de zwakke magnetische bubbel van Mars enige energetische deeltjes heeft tegengehouden. De TGO (die rondom Mars cirkelt) mat bijvoorbeeld 9 milligray, terwijl Marsrover Curiosity (die op de grond vertoeft) slechts 0,3 milligray detecteerde – dat is maar liefst 30 keer minder dan de TGO waarnam.
Bemande missies
Hoewel de CME die op 28 oktober plaatsvond dus niet zwaar genoeg was om een mens ziek te maken, benadrukt het wel het gevaar van eventuele krachtigere zonne-uitbarstingen. “Ruimtestraling kan een reëel gevaar vormen voor onze verkenning van het hele zonnestelsel,” zegt onderzoeker Colin Wilson. “Daarom zijn metingen van cruciaal belang om ons beter voor te bereiden op langdurige bemande missies.” Door meerdere CME’s met behulp van verschillende ruimtevaartuigen te bestuderen, hopen de onderzoekers hun kennis over dergelijke verschijnselen verder uit te breiden. En dat is heel belangrijk. Dit kan ertoe leiden dat toekomstige astronauten tijdig worden gewaarschuwd, waardoor ze beschutting kunnen zoeken in bijvoorbeeld grotten. Ook ontwerpen ruimteagentschappen momenteel beschermende kleding om de impact van ruimtestraling op het lichaam te minimaliseren.
Al met al is de huidige studie een belangrijke stap voorwaarts. Want de gelijktijdige metingen op zowel de aarde, de maan en Mars, hebben onze kennis over de impact van zonne-uitbarstingen verbeterd. “Dankzij de gegevens die door verschillende missies zijn verzameld, kunnen we ons voorbereiden op de beste manier om toekomstige menselijke ontdekkingsreizigers te beschermen,” besluit Wilson.
