Uma supertempestade solar que atingiu Marte em maio de 2024 provocou alterações significativas na atmosfera do planeta e causou falhas temporárias em espaçonaves que o orbitam. As conclusões fazem parte de um estudo divulgado na Nature Communications, baseado em dados coletados por duas sondas da Agência Espacial Europeia (ESA).

As observações foram feitas pelas orbitadoras Mars Express e ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO). Segundo os pesquisadores, o fenômeno inundou a atmosfera superior de Marte com elétrons e expôs as sondas a níveis elevados de radiação.

Em maio de 2024, a Terra já havia sido atingida pela maior tempestade solar registrada em mais de duas décadas. O evento intensificou a atividade da atmosfera terrestre e gerou auroras visíveis até regiões tão ao sul quanto o México. A mesma tempestade também alcançou Marte.

No caso do planeta vermelho, os instrumentos das sondas estavam posicionados de maneira favorável para registrar o fenômeno. Um monitor de radiação a bordo da TGO detectou uma dose equivalente a 200 dias de exposição normal em apenas 64 horas.

“O impacto foi notável: a atmosfera superior de Marte foi inundada por elétrons”, afirmou Jacob Parrott, pesquisador da ESA e autor principal do estudo. “Foi a maior resposta a uma tempestade solar que já vimos em Marte.”

O que o estudo levantou sobe a tempestade solar em Marte

De acordo com os dados analisados, a tempestade provocou um aumento expressivo de elétrons em duas camadas distintas da atmosfera marciana, situadas a aproximadamente 110 km e 130 km de altitude;

Nessas regiões, o número de elétrons aumentou 45% e 278%, respectivamente — o maior nível já observado nessa parte da atmosfera do planeta;

Além das mudanças atmosféricas, o fenômeno também afetou o funcionamento das sondas;

“A tempestade também causou erros de computador em ambas as orbitadoras — um risco típico do clima espacial, já que as partículas envolvidas são muito energéticas e difíceis de prever”, disse Parrott;

“Felizmente, as espaçonaves foram projetadas pensando nisso, com componentes resistentes à radiação e sistemas específicos para detectar e corrigir esses erros. Elas se recuperaram rapidamente.”

Técnica inovadora para estudar a atmosfera

Para investigar os efeitos da tempestade solar em Marte, os cientistas utilizaram uma técnica chamada ocultação por rádio, que vem sendo desenvolvida pela ESA.

No experimento, a Mars Express enviou um sinal de rádio para a TGO no momento em que a sonda desaparecia atrás do horizonte marciano. À medida que isso ocorria, o sinal atravessava diferentes camadas da atmosfera do planeta e era refratado antes de ser captado pela outra nave. A análise dessa distorção permite aos cientistas estudar as características de cada camada atmosférica.

Os pesquisadores também recorreram a dados da missão MAVEN, da NASA, para confirmar as densidades de elétrons detectadas.

Segundo Colin Wilson, cientista de projeto da ESA para as duas sondas e coautor do estudo, a técnica já é usada há décadas na exploração do Sistema Solar, mas tradicionalmente com sinais enviados de espaçonaves para a Terra.

“Só nos últimos cinco anos começamos a usá-la em Marte entre duas espaçonaves, como a Mars Express e a TGO, que normalmente utilizam esses rádios para transmitir dados entre orbitadores e robôs na superfície. É ótimo vê-la em ação”, afirmou.

A agência europeia já utiliza rotineiramente a ocultação por rádio entre orbitadores na Terra e pretende ampliar o uso do método em futuras missões planetárias.

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Efeitos diferentes na Terra e em Marte

A tempestade solar teve impactos distintos na Terra e em Marte, evidenciando as diferenças entre os dois planetas.

Na Terra, a resposta da atmosfera superior foi mais moderada graças à proteção do campo magnético terrestre, que desvia grande parte das partículas emitidas pelo Sol. Parte dessas partículas é direcionada para os polos, onde provoca as auroras.

Já Marte não possui um campo magnético global comparável ao da Terra, o que permite que partículas energéticas atinjam mais diretamente sua atmosfera.

Compreender os efeitos da atividade solar sobre os planetas é fundamental para o desenvolvimento de previsões de clima espacial. Na Terra, tempestades solares podem representar riscos para astronautas e equipamentos no espaço e causar interferências em satélites e sistemas como energia elétrica, rádio e navegação.

Mesmo assim, estudar esses fenômenos é um desafio, já que o Sol emite radiação e partículas de forma irregular, tornando medições específicas dependentes de oportunidades fortuitas.

“Felizmente, conseguimos usar essa nova técnica com a Mars Express e a TGO apenas dez minutos depois de uma grande erupção solar atingir Marte. Atualmente, realizamos apenas duas observações por semana no planeta, então, o momento foi extremamente propício”, explicou Parrott.

Os cientistas conseguiram registrar as consequências de três eventos solares ligados à mesma tempestade: uma explosão de radiação solar, um fluxo de partículas altamente energéticas e uma ejeção de massa coronal (CME, na sigla em inglês), quando grandes quantidades de material solar são lançadas ao espaço.

Esses fenômenos enviaram plasma magnetizado, partículas rápidas e raios X em direção a Marte. Ao atingir a atmosfera superior do planeta, esse material colidiu com átomos neutros, arrancando seus elétrons e enchendo a região de partículas carregadas.

Implicações para futuras missões

Os resultados ajudam a compreender melhor a evolução de Marte, que já perdeu grande parte de sua água e da própria atmosfera ao longo do tempo.

“Os resultados melhoram nossa compreensão de Marte ao revelar como tempestades solares depositam energia e partículas em sua atmosfera — algo importante, já que sabemos que o planeta perdeu grandes quantidades de água e a maior parte de sua atmosfera para o espaço, provavelmente impulsionado pelo fluxo contínuo de partículas provenientes do Sol”, disse Wilson.

O fenômeno também tem implicações práticas para futuras missões espaciais. A estrutura e a composição da atmosfera de um planeta influenciam diretamente a propagação de sinais de rádio. Se a atmosfera superior de Marte estiver saturada de elétrons, isso pode bloquear sinais utilizados para explorar a superfície do planeta por radar.

Segundo os pesquisadores, esse fator precisa ser considerado no planejamento de missões espaciais e pode afetar a capacidade dos cientistas de investigar Marte e outros mundos do Sistema Solar.

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