Comment la météo spatiale pourrait détruire le retour de la NASA sur la Lune

Oui, il y a du temps dans l’espace. La surface du soleil éclate de gaz et de plasma, éjectant des particules chargées (protons, électrons et ions lourds) dans le reste du système solaire à des millions de miles par heure. Ces particules peuvent frapper la Terre et la Lune en quelques minutes seulement. Le champ magnétique terrestre nous en protège, mais les particules peuvent encore faire frire l’électronique et les réseaux électriques à la surface et endommager les satellites critiques qui gèrent les services de GPS et de télécommunications.

La météo spatiale pourrait être extrêmement dangereuse pour tout astronaute volant vers la lune ou essayant de vivre et de travailler sur un avant-poste lunaire à la surface. Les systèmes de survie et l’électricité pourraient s’arrêter, et l’activité solaire pourrait produire des niveaux de rayonnement potentiellement mortels. «Entre Apollo 16 et 17», explique Owens, «il y a eu un énorme événement météorologique spatial qui aurait probablement été fatal si les astronautes avaient été sur la Lune à ce moment-là.

Tous les 11 ans, le champ magnétique du soleil bascule – les pôles nord et sud échangent des places – et l’activité solaire augmente et diminue. Vous pourriez penser qu’il est plus sage de lancer pendant le minimum solaire, mais ce n’est pas nécessairement le cas, car les points bas de l’activité solaire signifient généralement qu’il y a plus d’exposition aux rayons cosmiques galactiques (rayonnement spatial provenant de l’extérieur du système solaire).

De plus, le type de modèles de météorologie spatiale que nous avons pu prédire au fil du temps est lié à des événements légers et modérés, qui ne présentent pas autant de risques pour les missions en équipage. Mais les tempêtes solaires extrêmes – du genre qui pourraient vraiment dévaster une mission sur la lune – se produisent au hasard. Beaucoup, comme le tristement célèbre événement Carrington de 1859, s’est produite pendant une activité solaire apparemment faible. Et ces événements extrêmes sont très rares, ce qui les rend difficiles à étudier.

Pour renforcer l’analyse du peu de données disponibles, Owens et son équipe ont développé des modèles de probabilité de conditions météorologiques spatiales extrêmes basées sur 150 ans d’enregistrements d’activité solaire. Ces modèles simulaient différentes fréquences de tempêtes extrêmes – l’un les faisait se produire au hasard, un autre augmentait la probabilité aux maxima solaires, et ainsi de suite.

Après des milliers de simulations, les chercheurs disposaient de suffisamment de données pour déterminer quels types de scénarios correspondent le mieux à ce que nous savons actuellement sur le fonctionnement du soleil. Ils ont appris que les conditions météorologiques spatiales extrêmes suivent le même schéma général que les conditions météorologiques modérées: l’activité est plus élevée pendant un maximum solaire qu’un minimum, et les événements graves sont plus probables pendant les cycles solaires plus forts que les plus faibles.

Et il y avait aussi une pépite très intéressante, propre aux événements extrêmes: ils ont tendance à se produire un peu plus tard dans les cycles solaires impairs que les cycles pairs.

Nous venons de commencer le cycle solaire 25 en décembre 2019. Le maximum solaire devrait généralement se produire en 2023–2029, ce qui devrait marquer le moment le plus méchant pour la météorologie spatiale. «Mais comme il s’agit d’un cycle étrange, la probabilité de conditions météorologiques spatiales extrêmes est la plus élevée vers la fin de cette fenêtre, disons 2026-2029», explique Owens.

Les auteurs disent que le risque accru rend dangereux de voler des missions sur la lune pendant cette période. «Nous ne prévoyons pas le moment des événements individuels», dit Owens. «Le meilleur conseil que nous puissions donner concerne donc la probabilité de rencontrer un événement extrême.» Si un lancement doit être reporté à 2026, il serait peut-être plus souhaitable de le retarder encore plus, à 2030. Sinon, les planificateurs de mission devraient s’assurer qu’un vaisseau spatial dispose du matériel adéquat pour protéger les astronautes d’un événement extrême.

Après tout, ce n’est pas comme si nous pouvions simplement ramener les astronautes de la Lune à temps une fois que nous savons qu’une mauvaise tempête solaire est en route. Actuellement, nos meilleurs systèmes d’alerte pour la météorologie spatiale nous donnent un avertissement de quelques heures à quelques jours – et ces prévisions sont encore pires pour prédire des tempêtes catastrophiques.

Dan Baker, chercheur en physique spatiale à l’Université du Colorado à Boulder, pense que l’étude résiste bien, soulignant que des recherches comme celle-ci «devraient être prises au sérieux et devraient être intégrées à [mission] Planification. » Mais il n’est pas totalement convaincu que le travail statistique de cette enquête devrait être adopté comme une recommandation pour nettoyer toute mission lunaire entre 2026 et 2029. «Les tempêtes solaires et les particules d’énergie solaire représentent un risque très réel pour les astronautes en dehors de l’enveloppe protectrice de la magnétosphère terrestre. , » il dit. «Cependant, je pense que des mesures prudentes peuvent être prises pour se prémunir contre les effets de ces intempéries spatiales. Avec un système d’alerte et d’alerte météorologique spatiale opérationnel actif et efficace, je pense que les menaces peuvent être gérées. » Les risques pourraient être tolérables s’il y avait, par exemple, un système de météorologie spatiale d’alerte précoce qui observait le soleil entier 24/7, et un module d’un vaisseau spatial ou d’un avant-poste lunaire qui pourrait spécifiquement protéger les astronautes de tels événements.

Bien qu’un événement extrême puisse être rare, cela pourrait faire la différence entre la vie et la mort lors d’une mission sur la lune. Reste à savoir si la NASA et d’autres sont disposées à prendre ce risque.