Met behulp van gegevens die oorspronkelijk zijn verzameld voor het 'huishouden' van ruimtevaartuigen aan boord van de Rosetta- en Mars Express-missies van ESA, wetenschappers hebben onthuld hoe intense uitbarstingen van hoogenergetische straling, bekend als kosmische straling, gedragen op Mars en in het hele binnenste zonnestelsel.

Huishoudgegevens worden verzameld door de meeste ruimtevaartuigen en componenten, en wordt gebruikt door technische teams om de gezondheid van ruimtevaartuigen te bewaken en fouten te diagnosticeren (door parameters te loggen zoals de gezondheid van componenten en 'aan/uit'-status, bijvoorbeeld). Dergelijke gegevens kunnen worden gekoppeld aan wetenschappelijk interessante fenomenen, en vertegenwoordigen dus een waardevolle wetenschappelijke bron die grotendeels onontgonnen blijft.

Objecten in de ruimte worden regelmatig geraakt door geladen deeltjes die vanuit de wijdere Melkweg binnenstromen, inclusief kosmische straling. Kosmische stralen kunnen elektronische schade veroorzaken als ze ruimtehardware raken en de menselijke gezondheid bedreigen tijdens bemande missies naar de baan om de aarde. wanneer astronauten minder worden beschermd tegen straling door de atmosfeer van onze planeet. De dreiging van kosmische straling zal nog groter zijn voor bemande missies die zich verder in de ruimte zullen wagen, bijvoorbeeld naar de maan en Mars.

Om de gezondheid van ruimtevaartuigen in de gaten te houden, ruimtemissies registreren wanneer kosmische stralen een boordcomputer raken en geheugenfouten veroorzaken - iets dat bekend staat als foutdetectie en -correctie, of EDAC.

"Mars Express verzamelt deze metingen sinds de lancering. We hebben toegang gekregen tot gegevens die sinds 2005 zijn verzameld, waardoor we een verbazingwekkende dataset van 15 jaar hebben die bijna de hele levensduur van de missie beslaat - een echte zeldzaamheid, " zegt Elise Wright Knutsen, hoofdauteur van de nieuwe studie, voorheen stagiair bij ESA's European Space Research and Technology Centre (ESTEC), en nu bij LATMOS/IPSL, Frankrijk.

Een paar factoren beïnvloeden de intensiteit van de kosmische straling die we in het zonnestelsel zien, inclusief waar we ons bevinden in de periodieke 11-jarige activiteitscyclus van de zon, en afstand tot de zon. "We waren in staat om de relatie tussen zon en kosmische straling in detail te onderzoeken dankzij EDAC-gegevens van twee prominente ESA-missies:Mars Express en Rosetta, ", zegt Elise. "Dit is de eerste keer dat EDAC-gegevens op deze manier zijn gebruikt - het is eerder gebruikt om zonne-evenementen op korte termijn te onderzoeken, maar nooit op de langere termijn."

Elise en collega's gebruikten EDAC-gegevens van de twee missies om te karakteriseren hoe het gedrag van kosmische straling veranderde tijdens de activiteitscyclus van onze zon op Mars (door Mars Express EDAC-gegevens te vergelijken met overeenkomstige gegevens over zonnevlekken en van op aarde gebaseerde monitoring), en om te onthullen hoe de hoeveelheid kosmische straling die wordt gedetecteerd in het binnenste zonnestelsel varieert met de afstand tot de zon (door EDAC-gegevens van zowel Rosetta als Mars Express te vergelijken). Rosetta cirkelde 10 jaar rond het zonnestelsel - op zijn verst reikend voorbij de baan van Jupiter - voordat hij bij zijn doelkomeet aankwam, gegevens verzamelen over een groot aantal afstanden van de zon.

"We ontdekten dat kosmische straling zich zeer gelijkaardig gedraagt ​​ten opzichte van de zon op Mars als op aarde, en worden sterk beïnvloed door de zonnecyclus, " voegt Elise toe. "Naarmate de zon actiever wordt en meer zonnevlekken herbergt, we zien minder kosmische straling, terwijl onze ster er meer van afbuigt. Echter, deze 'anti-correlatie' wordt ongeveer 5,5 maanden later waargenomen - het is niet onmiddellijk - en de reden voor deze vertraging blijft een intrigerende open vraag."

Vergelijking van de EDAC-metingen van Mars Express en Rosetta toonde ook aan dat het aantal kosmische straling met ongeveer 5% toeneemt per 'astronomische eenheid (AU)', waarbij één AU de afstand tussen de aarde en de zon is.

Gegevens ter plaatse, vooral wetenschappelijke gegevens, is zeldzaam in een groot deel van het zonnestelsel, en waarnemingen van de straling rond andere planetaire lichamen zijn relatief schaars. Hoewel ruimtevaartuigen geen routinematige wetenschappelijke observaties uitvoeren terwijl ze door de ruimte cruisen op weg naar hun bestemming, ze verzamelen altijd huishoudelijke gegevens.

"Deze studie benadrukt de enorme waarde van het archiveren van dit soort gegevens, en is een goed voorbeeld van het gebruik van een ruimtevaartuig zelf als een wetenschappelijk instrument, " zegt ESA-planeetwetenschapper Olivier Witasse, co-auteur. "Deze benadering stelt ons in staat om wetenschap te bedrijven zonder dat de belangrijkste onderzoeksinstrumenten van een ruimtevaartuig zijn ingeschakeld - een bijzonder relevante en opwindende optie voor lange interplanetaire cruises, wanneer instrumenten vaak sluimeren terwijl ze wachten op de missie die voor ons ligt.

"We kunnen mogelijk alle ruimtevaartuigen op deze manier gebruiken, niet alleen degenen die zijn uitgerust met bepaalde sensoren. Dit opent nieuwe mogelijkheden voor zowel huidige als toekomstige ESA-missies om nog meer over de ruimteomgeving te ontdekken."

Het bereik van afstanden tot de zon dat door EDAC-waarnemingen wordt bestreken, breidt zich uit met ESA's Gaia, BepiColombo en aankomende Juice (JUpiter ICy moons Explorer) missies.

"Galactische kosmische stralingsmodulatie op Mars en daarbuiten gemeten met EDAC's op Mars Express en Rosetta" door E.W. Knutsen et al. is gepubliceerd in Astronomie en astrofysica .