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    La NASA propose un bouclier magnétique pour protéger l'atmosphère de Mars

    Vue d'artiste d'un Mars terraformé. Crédit :Ittiz/Wikimedia Commons

    La NASA propose un bouclier magnétique pour protéger l'atmosphère de Mars

    Cette semaine, La Division des sciences planétaires (PSD) de la NASA a organisé un atelier communautaire à son siège à Washington, DC. Connu sous le nom de « Atelier de la science planétaire Vision 2050 », cet événement s'est déroulé du 27 février au 1er mars, et a vu des scientifiques et des chercheurs du monde entier descendre sur la capitale pour assister à des tables rondes, présentations, et parle de l'avenir de l'exploration spatiale.

    L'une des présentations les plus intrigantes a eu lieu mercredi, 1er mars, où l'exploration de Mars par des astronautes humains a été discutée. Au cours de la conversation, intitulé "Un futur environnement martien pour la science et l'exploration", Le directeur Jim Green a expliqué comment le déploiement d'un bouclier magnétique pourrait améliorer l'atmosphère de Mars et faciliter les missions en équipage à l'avenir.

    Le consensus scientifique actuel est que, comme la Terre, Mars avait autrefois un champ magnétique qui protégeait son atmosphère. Il y a environ 4,2 milliards d'années, le champ magnétique de cette planète a soudainement disparu, ce qui a fait que l'atmosphère de Mars s'est lentement perdue dans l'espace. Au cours des 500 millions d'années à venir, Mars est passé d'être plus chaud, environnement plus humide au froid, lieu inhabitable que nous connaissons aujourd'hui.

    Vue d'artiste d'une tempête solaire frappant Mars et arrachant des ions à la haute atmosphère de la planète. Crédits :NASA/GSFC

    Cette théorie a été confirmée ces dernières années par des orbiteurs comme Mars Express de l'ESA et la mission Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) de la NASA. qui étudient l'atmosphère martienne depuis 2004 et 2014, respectivement. En plus de déterminer que le vent solaire était responsable de l'appauvrissement de l'atmosphère de Mars, ces sondes ont également mesuré la vitesse à laquelle il est encore perdu aujourd'hui.

    Sans cette atmosphère, Mars continuera d'être un froid, endroit sec où la vie ne peut s'épanouir. En plus de ça, La future mission en équipage – que la NASA espère monter d'ici les années 2030 – devra également faire face à de graves dangers. Au premier rang de ceux-ci seront l'exposition aux rayonnements et le danger d'asphyxie, ce qui constituera un danger encore plus grand pour les colons (en cas de tentative de colonisation).

    En réponse à ce défi, Le Dr Jim Green – le directeur de la division des sciences planétaires de la NASA – et un groupe de chercheurs ont présenté une idée ambitieuse. En substance, ils ont suggéré qu'en positionnant un blindage dipôle magnétique au point de Mars L1 Lagrange, une magnétosphère artificielle pourrait être formée qui engloberait la planète entière, le protégeant ainsi du vent et du rayonnement solaires.

    Naturellement, Green et ses collègues ont reconnu que l'idée pouvait sembler un peu "fantaisiste". Cependant, ils ont rapidement souligné comment les nouvelles recherches sur les magnétosphères miniatures (dans le but de protéger les équipages et les engins spatiaux) soutiennent ce concept :

    La méthode proposée pour créer un dipôle magnétique artificiel au point de Lagrange L1 de Mars. Crédit :NASA/J.Green

    "Cette nouvelle recherche est en cours grâce à l'application de codes de physique des plasmas complets et d'expériences en laboratoire. À l'avenir, il est tout à fait possible qu'une ou plusieurs structures gonflables puissent générer un champ magnétique dipolaire à un niveau de peut-être 1 ou 2 Tesla ( ou 10, 000 à 20, 000 Gauss) comme bouclier actif contre le vent solaire."

    En outre, le positionnement de ce bouclier magnétique garantirait que les deux régions où la majeure partie de l'atmosphère de Mars est perdue seraient protégées. Au cours de la présentation, Green et le panneau ont indiqué que ces principaux canaux d'évacuation sont situés, "au-dessus de la calotte polaire nord impliquant un matériau ionosphérique à plus haute énergie, et 2) dans la zone équatoriale impliquant une composante saisonnière de faible énergie avec jusqu'à 0,1 kg/s d'échappement d'ions oxygène."

    Pour tester cette idée, l'équipe de recherche - qui comprenait des scientifiques du centre de recherche Ames, le Goddard Space Flight Center, l'Université du Colorado, Université de Princeton, et le Rutherford Appleton Laboratory - ont mené une série de simulations en utilisant leur magnétosphère artificielle proposée. Ceux-ci ont été exécutés au Centre de modélisation communautaire coordonné (CCMC), spécialisée dans la recherche sur la météorologie spatiale, pour voir quel serait l'effet net.

    Ce qu'ils ont découvert, c'est qu'un champ de dipôles positionné à Mars L1 Lagrange Point serait capable de contrer le vent solaire, de telle sorte que l'atmosphère de Mars parvienne à un nouvel équilibre. Maintenant, la perte atmosphérique sur Mars est compensée dans une certaine mesure par le dépassement volcanique de l'intérieur et de la croûte de Mars. Cela contribue à une atmosphère de surface dont la pression atmosphérique est d'environ 6 mbar (moins de 1 % de celle au niveau de la mer sur Terre).

    A un moment, Mars avait un champ magnétique similaire à la Terre, qui empêchait son atmosphère d'être dépouillé. Crédit :NASA

    Par conséquent, L'atmosphère de Mars s'épaissirait naturellement avec le temps, qui conduisent à de nombreuses nouvelles possibilités d'exploration et de colonisation humaines. Selon Green et ses collègues, ceux-ci incluraient une augmentation moyenne d'environ 4 °C (~7 °F), ce qui suffirait à faire fondre la glace de dioxyde de carbone dans la calotte polaire nord. Cela déclencherait un effet de serre, réchauffant davantage l'atmosphère et provoquant la fonte de la glace d'eau dans les calottes polaires.

    Par leurs calculs, Green et ses collègues ont estimé que cela pourrait conduire à la restauration du 1/7e des océans de Mars – ceux qui l'ont recouvert il y a des milliards d'années. Si cela commence à ressembler un peu à une conférence sur la façon de terraformer Mars, c'est probablement parce que ces mêmes idées ont été soulevées par des gens qui prônent cette même chose. Mais en attendant, ces changements faciliteraient l'exploration humaine d'ici le milieu du siècle.

    "Une atmosphère martienne grandement améliorée, en pression et en température, cela suffirait à permettre une quantité importante d'eau liquide de surface aurait également un certain nombre d'avantages pour la science et l'exploration humaine dans les années 2040 et au-delà, " dit Green. " Tout comme la Terre, une atmosphère renforcée permettrait :bouclier contre la plupart des radiations de particules cosmiques et solaires, étendre la capacité d'extraction d'oxygène, et fournir des serres "à ciel ouvert" pour exister pour la production végétale, Juste pour en nommer quelques-uns."

    Ces conditions, dit Green et ses collègues, permettrait également aux explorateurs humains d'étudier la planète beaucoup plus en détail. Cela les aiderait aussi à déterminer l'habitabilité de la planète, puisque de nombreux signes indiquant qu'elle était habitable dans le passé (c'est-à-dire de l'eau liquide) s'infiltreraient lentement dans le paysage. Et si cela pouvait être réalisé en l'espace de quelques décennies, cela aiderait certainement à ouvrir la voie à la colonisation.

    En attendant, Green et ses collègues prévoient d'examiner les résultats de ces simulations afin qu'ils puissent produire une évaluation plus précise du temps que prendraient ces changements projetés. Il pourrait également ne pas faire de mal de procéder à des évaluations des coûts de ce blindage magnétique. Bien que cela puisse sembler sortir de la science-fiction, ça ne fait pas de mal de croquer les chiffres !


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