Зонды ESA зафиксировали мощнейшую солнечную супербурю на Марсе

Когда мощный солнечный супершторм пронесся через Солнечную систему в мае 2024 года, флотилия орбитальных аппаратов Европейского космического агентства (ESA) на орбите **Марса** обеспечила редкую возможность наблюдать за интенсивностью этого события из «первого ряда». Выяснилось, что верхние слои атмосферы Красной планеты стали чрезвычайно сильно заряженными, в то время как датчики космических аппаратов пострадали от значительных сбоев, вызванных радиацией. Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале **Nature Communications** 5 марта 2026 года, аппараты **Mars Express** и **ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO)** зафиксировали самую резкую реакцию атмосферы на солнечную активность за всю историю наблюдений на планете, включая почти 300-процентный всплеск плотности электронов.

Солнечный супершторм мая 2024 года

Солнечный супершторм возник в гиперактивной области солнечных пятен **AR3664**, которая произвела серию вспышек X-класса и корональных выбросов массы (КВМ), поразивших Землю перед тем, как достичь **Марса**. В то время как на Земле наблюдались геомагнитные бури уровня G5 и яркие полярные сияния, шторм продолжил свой путь через внутреннюю часть Солнечной системы, обрушившись на марсианскую среду потоками быстро движущейся намагниченной плазмы и высокоэнергетического рентгеновского излучения, которые наводнили тонкую атмосферу планеты всего через несколько дней.

Хронология прибытия шторма была зафиксирована с беспрецедентной точностью приборами ESA для мониторинга погоды в глубоком космосе. Аппарат **ExoMars Trace Gas Orbiter** зафиксировал дозу радиации, эквивалентную 200 дням «нормального» облучения, всего за 64 часа. Ведущий автор исследования **Jacob Parrott**, научный сотрудник ESA, отметил, что воздействие было впечатляющим и стало самым масштабным откликом на солнечный шторм, когда-либо наблюдавшимся на Красной планете. Это событие позволило исследователям синхронизировать данные нескольких миссий, включая **MAVEN** от NASA, чтобы построить всеобъемлющую карту распространения солнечной энергии через марсианскую систему.

Почему на марсианских аппаратах произошли сбои во время солнечного события?

**Сбои на марсианских космических аппаратах произошли из-за того, что высокоэнергетические протоны солнечного супершторма физически воздействовали на чувствительные электронные компоненты, в частности на звездные датчики, используемые для навигации.** Эти энергичные частицы создали эффект «снега» в данных сенсоров, подавив способность программного обеспечения отличать звезды от попаданий радиации. Хотя миссии **Mars Express** и TGO спроектированы с использованием радиационно-стойких компонентов, огромный объем частиц вызвал временные компьютерные ошибки и задержки в обработке данных.

Техническое объяснение этих сбоев заключается в «одиночных сбоях» (single-event upsets), вызванных солнечными энергичными частицами. Когда шторм достиг пика, прибор **ASPERA-4** на борту **Mars Express** и радиационные мониторы на TGO зафиксировали поток частиц такой плотности, что возникла угроза «ослепления» орбитальных датчиков. «Космические аппараты строились с учетом этих опасностей», — пояснил **Jacob Parrott**, отметив, что специальные системы обнаружения и исправления этих ошибок позволили орбитальным аппаратам быстро восстановиться. Эта устойчивость является свидетельством инженерного мастерства ESA, однако она подчеркивает сохраняющуюся уязвимость цифровых систем в суровых условиях глубокого космоса во время **солнечного максимума**.

Как отсутствие магнитного поля у Марса влияет на последствия солнечных штормов?

**Отсутствие глобального магнитного поля у Марса позволяет частицам солнечного шторма проникать непосредственно в верхние слои атмосферы, вызывая повсеместную ионизацию и раздувание атмосферы.** В отличие от Земли, обладающей магнитосферным щитом, который отклоняет заряженные частицы к полюсам, ионосфера Марса принимает на себя основной удар солнечного ветра, что приводит к «сверхзаряженному» состоянию всей планеты, а не к локальным полярным сияниям.

Это фундаментальное различие в планетарной защите означает, что космическая погода оказывает гораздо более агрессивное воздействие на **Марс**. Во время события в мае 2024 года солнечный ветер напрямую взаимодействовал с марсианской ионосферой, заставляя атмосферу «раздуваться». Это явление увеличивает орбитальное сопротивление для низкоорбитальных спутников и изменяет химический состав верхних слоев. Из-за отсутствия магнитного «зонта» поглощение энергии происходит в глобальном масштабе, выбивая электроны из нейтральных атомов и создавая плотную плазменную оболочку, которая может сохраняться в течение нескольких дней после первоначальной вспышки.

Суперзарядка атмосферы и диссипация частиц

Самым поразительным открытием исследования в **Nature Communications** стала количественная оценка суперзарядки атмосферы: уровень электронов на высоте 130 км вырос на ошеломляющие **278%**. Этот всплеск представляет собой самую высокую плотность электронов, когда-либо зафиксированную в марсианской ионосфере. Используя метод **радиозатменного зондирования** (radio occultation) — когда **Mars Express** направляет сигнал на TGO, проходя позади планеты — ученые смогли измерить, как эти электроны преломляли радиоволны, получив детальное изображение атмосферных слоев.

• **Высота 110 км:** плотность электронов увеличилась на 45% выше базового уровня.
• **Высота 130 км:** плотность электронов подскочила на 278%, создав «сверхзаряженный» слой.
• **Отклик ионосферы:** шторм вызвал немедленную ионизацию нейтральных газов, фактически превратив верхнюю атмосферу в высокопроводящую плазму.
• **Проверка данных:** измерения были подтверждены с помощью перекрестных данных миссии NASA MAVEN и радарного прибора MARSIS.

Такое возбуждение атмосферы имеет долгосрочные последствия для эволюции планеты. **Colin Wilson**, научный сотрудник проекта ESA **Mars Express**, пояснил, что подобные события способствуют «уносу» атмосферы в космос. Поскольку солнечный шторм передает энергию, он разгоняет ионы до скоростей убегания, внося свой вклад в историческую потерю воды и воздуха на **Марсе**. Понимание этого процесса имеет решающее значение для реконструкции климатической истории планеты и определения того, как некогда пригодный для жизни мир превратился в ледяную пустыню.

Существуют ли риски для будущих марсианских миссий со стороны солнечных суперштормов?

**Да, солнечные суперштормы представляют критическую угрозу для будущих марсианских миссий, включая смертельные дозы радиации для астронавтов и полное нарушение работы систем связи и радаров.** Без магнитного поля для отклонения частиц исследователи на поверхности могут подвергнуться воздействию уровней радиации, эквивалентных десяткам рентгеновских снимков грудной клетки за одно событие, что требует разработки специализированных мест обитания и систем раннего предупреждения.

Помимо биологической угрозы, сверхзаряженная ионосфера создает значительные препятствия для оперативной деятельности миссий. Высокая плотность электронов, наблюдавшаяся во время шторма в мае 2024 года, может **блокировать или искажать радиосигналы**, используемые для связи между поверхностью и орбитальными аппаратами. Более того, радарные приборы, используемые для картирования подземного льда — жизненно важного ресурса для будущих колонистов — могут оказаться бесполезными во время солнечного максимума. Jacob Parrott подчеркнул, что эти результаты являются «ключевым фактором при планировании миссий», так как они определяют, когда пребывание людей на поверхности безопасно и когда следует проводить критически важные сеансы передачи данных.

Значение для будущих пилотируемых исследований

Данные, собранные орбитальными аппаратами ESA, подчеркивают необходимость создания надежной межпланетной системы оповещения о космической погоде. Для будущих марсианских колонистов «безопасные» периоды для деятельности на поверхности будут определяться солнечными циклами и мониторингом активных областей, таких как **AR3664**. Поскольку у **Марса** нет природного щита, астронавтам может потребоваться укрытие в **лавовых трубках** или специально построенных радиационных убежищах во время пиков солнечной активности, чтобы избежать доз, эквивалентных 200-дневному облучению, зафиксированных TGO.

Заглядывая в будущее, ESA планирует расширить использование межорбитального радиозатменного зондирования — метода, который доказал свою неоценимую значимость для мониторинга марсианской среды в реальном времени. Используя **Mars Express** и **ExoMars TGO** в качестве двухточечной сенсорной сети, исследователи теперь могут предсказывать, как шторм, ударивший по Земле, может повести себя к моменту достижения Красной планеты. Этот проактивный подход к космической погоде — первый шаг к созданию «метеорологических спутников» будущего, гарантирующих, что следующее поколение исследователей будет готово к капризному характеру нашей звезды.