Super-Sonnensturm traf Mars und verursachte dramatische Ausdehnung seiner Atmosphäre

Im Mai 2024 wurde der Mars von einem außergewöhnlich starken Sonnensturm getroffen, dessen Auswirkungen von einer internationalen Flotte aus Orbitern und Rovern beobachtet wurden. Das Ereignis, das Wissenschaftler als „Supersturm” bezeichnen, war eines der stärksten dieser Art, das auf dem Roten Planeten registriert wurde. Die direkte Ursache war ein Ausbruch auf der Sonne, der eine riesige Wolke geladener Teilchen in Richtung Mars schleuderte, bekannt als koronaler Massenauswurf. Als diese Teilchen den Planeten erreichten, interagierten sie mit seiner dünnen, von Kohlendioxid dominierten Atmosphäre und verursachten ein plötzliches Anschwellen und Ausdehnen.

Mars ist im Gegensatz zur Erde nicht von einem globalen Magnetfeld geschützt, das als Schutzschild gegen den Sonnenwind wirkt. Sein schwaches, übrig gebliebenes Magnetfeld ist verstreut und bildet keine effektive Barriere. Infolgedessen ist die Atmosphäre des Planeten direkt dem Beschuss durch geladene Teilchen von der Sonne ausgesetzt, was zu ihrer allmählichen Erosion auf geologischer Zeitskala führt. Dieser Prozess gilt als einer der Schlüsselfaktoren, die den Mars vor Milliarden von Jahren von einem potenziell warmen und feuchten Planeten in die kalte, trockene Wüste verwandelt haben, die wir heute kennen.

Die Folge des Sturmeinschlags war ein dramatisches „Anschwellen” der Mars-Atmosphäre. Ihre äußeren Schichten dehnten sich aus, was es den Teilchen der atmosphärischen Gase erleichterte, in den Weltraum zu entweichen. Die Sonde MAVEN (Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN), deren Hauptaufgabe die Erforschung genau dieses Atmosphärenverlusts ist, beobachtete signifikante Veränderungen in ihren oberen Bereichen. „This event gave us an unprecedented opportunity to observe how solar storms can affect the Martian atmosphere. We saw how many particles were blasted into space, helping us understand how Mars has been losing its atmosphere over billions of years.” (Dieses Ereignis gab uns eine beispiellose Gelegenheit zu beobachten, wie Sonnenstürme die Mars-Atmosphäre beeinflussen können. Wir sahen, wie viele Teilchen in den Weltraum geschleudert wurden, was uns hilft zu verstehen, wie der Mars über Milliarden von Jahren seine Atmosphäre verloren hat.) — Hauptforscherin der MAVEN-Mission bei der NASA Parallel dazu registrierte der Rover Curiosity, der im Gale-Krater arbeitet, einen Rekordanstieg des Strahlungsniveaus auf der Oberfläche. Das Instrument RAD (Radiation Assessment Detector) verzeichnete die höchsten Dosen seit der Landung des Fahrzeugs vor zwölf Jahren.

300% — Anstieg der Dichte der Mars-Atmosphäre

Ein besonders interessanter Aspekt der Beobachtungen waren die Veränderungen in der Mars-Ionosphäre, also der geladenen Atmosphärenschicht. Die Trace Gas Orbiter-Sonde der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) beobachtete, dass die Ionosphäre unter dem Einfluss des Sturms zehnmal dichter wurde. Dies wiederum verursachte Störungen in der Funkkommunikation zwischen der Erde und den Fahrzeugen auf dem Mars, was eine praktische Herausforderung für die Missionskontrolle darstellt. Wissenschaftler betonen, dass dieses Ereignis ein einzigartiges natürliches Experiment war. Dank koordinierter Beobachtungen vom Rover auf der Oberfläche (Curiosity), von Orbitern, die die Atmosphäre untersuchen (MAVEN, Trace Gas Orbiter), und von solchen, die die Strahlung überwachen (Odyssey), konnte ein umfassendes Bild des Sturmeinflusses auf die verschiedenen Schichten des Planeten erstellt werden. Diese Daten sind unschätzbar, um nicht nur den heutigen Mars, sondern auch die Prozesse zu verstehen, die sein Klima in der Vergangenheit geprägt haben. Darüber hinaus haben sie direkte Auswirkungen auf die Zukunft der Weltraumforschung. Der Sonnensturm vom Mai 2024 hat deutlich gezeigt, wie ernst die Strahlungsgefahr für Astronauten während einer Langzeitmission zum Mars sein kann. Die gesammelten Informationen werden dazu dienen, die Konzepte von Raumschiffen, Habitaten auf der Oberfläche und Sicherheitsverfahren zu verbessern, die die Besatzung vor ähnlichen Phänomenen schützen sollen. Diese Forschungen sind ein Schlüsselelement der Vorbereitungen der NASA und anderer Weltraumagenturen für eine bemannte Expedition zum Roten Planeten, die für die 2030er Jahre geplant ist.