Planerade uppdrag för att återvända människor till månen måste skynda sig för att undvika att träffa en av de mest hektiska perioderna för extremt rymdväder, enligt forskare som genomförde den mest djupgående titt någonsin på solstorms timing.

Forskare vid University of Reading studerade 150 år av rymdväderdata för att undersöka mönster i tidpunkten för de mest extrema händelserna, som kan vara extremt farligt för astronauter och satelliter, och till och med stör elnäten om de anländer till jorden.

Forskarna fann för första gången att extrema rymdväderhändelser är mer benägna att inträffa tidigt i jämna solcykler, och sent i cykler med udda nummer – som den som precis har börjat. De är också mer sannolika under hektiska perioder av solaktivitet och i större cykler, speglar mönstret för måttligt rymdväder.

Fynden kan få konsekvenser för det NASA-ledda Artemis-uppdraget, som planerar att återvända människor till månen 2024, men som kan försenas till slutet av 2020-talet.

Professor Mathew Owens, en rymdfysiker vid University of Reading, sa:"Tills nu, de mest extrema rymdväderhändelserna ansågs vara slumpmässiga i sin tidpunkt och därför kunde lite göras för att planera runt dem.

"Dock, denna forskning tyder på att de är mer förutsägbara, i allmänhet följer samma "säsonger" av aktivitet som mindre rymdväderevenemang. Men de visar också några viktiga skillnader under den mest aktiva säsongen, vilket kan hjälpa oss att undvika skadliga rymdvädereffekter.

"Dessa nya rön borde göra det möjligt för oss att göra bättre rymdväderprognoser för solcykeln som precis har börjat och kommer att pågå under ett decennium eller så. Det tyder på några betydande rymduppdrag under de kommande åren – inklusive återvändande astronauter till månen och senare, till Mars – kommer att vara mindre benägna att stöta på extrema rymdväderhändelser under den första halvan av solcykeln än den andra."

Extremt rymdväder drivs av enorma utbrott av plasma från solen, kallas koronala massutstötningar, anländer till jorden, orsakar en global geomagnetisk störning.

Tidigare forskning har generellt fokuserat på hur stora extrema rymdväderhändelser kan vara, baserat på observationer av tidigare händelser. Att förutsäga deras tidpunkt är mycket svårare eftersom extrema händelser är sällsynta, så det finns relativt lite historiska data för att identifiera mönster.

I den nya studien, forskarna använde en ny metod för att tillämpa statistisk modellering för stormtiming för första gången. De tittade på data från de senaste 150 åren - den längsta dataperioden som finns tillgänglig för denna typ av forskning - registrerad av markbaserade instrument som mäter magnetfält i jordens atmosfär, ligger i Storbritannien och Australien.

Solen går igenom regelbundna 11-åriga cykler av sitt magnetfält, vilket syns i antalet solfläckar på dess yta. Under denna cykel byter solens magnetiska nord- och sydpoler plats. Varje cykel inkluderar en maximal solperiod, där solaktiviteten är som störst, och en tyst solminimumsfas.

Tidigare forskning har visat att måttligt rymdväder är mer sannolikt under solmaximum än perioden runt solminimum, och mer sannolikt under cykler med ett större antal solfläckar. Dock, detta är den första studien som visar att samma mönster även gäller extrema händelser.

Det viktigaste fyndet, fastän, var att extrema rymdväderhändelser är mer sannolikt att inträffa tidigt i jämna solcykler, och sent i udda cykler, såsom cykel 25, som började i december 2019.

Forskarna tror att detta kan bero på orienteringen av solens storskaliga magnetfält, som vänder vid solmaximum så att det pekar mot jordens magnetfält tidigt i jämna cykler och sent i udda cykler. Denna teori kommer att behöva utredas mer.

Denna nya forskning om timing av rymdväder gör det möjligt att göra förutsägelser för extremt rymdväder under solcykeln 25. Den skulle därför kunna användas för att planera tidpunkten för aktiviteter som kan påverkas av extremt rymdväder, såsom underhåll av elnätet på jorden, satellitoperationer, eller större rymduppdrag.

Resultaten tyder på att alla större operationer som planeras bortom de kommande fem åren kommer att behöva ta hänsyn till den högre sannolikheten för hårt rymdväder sent i den nuvarande solcykeln mellan 2026 och 2030.

Ett stort solutbrott i augusti 1972, mellan NASA:s Apollo 16 och 17 uppdrag, var tillräckligt stark för att det kunde ha orsakat stora tekniska eller hälsoproblem för astronauter om det hade inträffat medan de var på väg eller runt månen.