Artemis I-uppdraget, som ska lanseras den 29 augusti, kommer att markera ett viktigt steg i mänsklighetens återkomst till månen.

Även om det inte finns några mänskliga passagerare ombord på denna testflygning, kommer framtida uppdrag återigen att kasta rymdfarare bortom de skyddande miljöerna av jordens atmosfär och magnetfält och in i riket av obehindrad rymdstrålning.

Astronauter klarar stormen

Även om solutbrott och små till medelstora koronala massutkastningar är oroande spektakulära, är det osannolikt att dessa fenomen ensamma kommer att utgöra någon större risk för Artemis I eller framtida besättningsuppdrag på månen.

"Solenergipartikelhändelser" är de att se upp med. De uppstår när partiklar som sänds ut av solen - mestadels protoner men också några joniserade atomer som helium - accelereras, accelereras till nära relativistiska hastigheter. Det är dessa högenergipartiklar som skjuts genom rymden som kan påverka en rymdfarkost och dess besättning.

Solpartikelhändelser är förknippade med särskilt stora solutbrott och koronala massutkast, eftersom det är dessa utbrott som kan orsaka stötvågor som driver solpartiklar till farliga hastigheter.

När det kommer till Artemis-uppdragen skulle mycket av strålningen från en partikelhändelse blockeras av rymdkapselns väggar – Orion och dess europeiska servicemodul har utformats för att säkerställa tillförlitligheten hos viktiga system under strålningshändelser.

Men händelsen kan störa kommunikationen mellan besättningen och teamen på jorden, och astronauterna kan behöva söka skydd i ett provisoriskt stormskydd, som hände på rymdstationen i september 2017.

Ändå var rymdstationen fortfarande väl inom skyddet av jordens "magnetosfär" - en skyddande bubbla av magnetfält som månen inte har.

"Att lämna magnetosfären är som att lämna en säker hamn och ge sig ut i det öppna havet", säger Melanie Heil, Segment Coordinator för ESA:s Space Weather Office.

"Strålningsexponering för astronauter på månen kan vara en storleksordning högre än på rymdstationen och flera storleksordningar högre än på jordens yta. Framtida astronauter kommer att möta högre risker från solpartikelhändelser:det är mycket viktigt att vi studerar strålningsmiljö bortom magnetosfären och förbättra vår förmåga att förutsäga och förbereda oss för solstormar."

Near miss:Sommaren 72

För exakt 50 år sedan, i augusti 1972, orsakade en serie kraftiga solstormar inklusive betydande solpartikelhändelser omfattande störningar på satelliter och markbaserade kommunikationssystem på jorden.

Stormarna ägde rum i mitten av NASA:s Apollo 16 och Apollo 17 månuppdrag, med bara några månader på vardera sidan. Lyckligtvis fanns det inga mänskliga upptäcktsresande utanför jordens skyddande magnetfält vid den tiden. Hade de stött på dessa stormar inifrån kommandomodulen, tror man att stråldosen som levererades skulle ha orsakat akut strålförgiftning. För en astronaut på en rymdpromenad kan det vara dödligt.

"Pålitliga rymdvädertjänster är en nödvändighet för utforskning och långtidsboende av månen", säger Juha-Pekka Luntama, ESA:s chef för rymdväder.

"En händelse på 1972-nivå kommer att hända igen, och om vi inte är vaksamma kan vi ha astronauter i rymden och utanför skyddet av jordens magnetfält när det händer."

Mätning av strålning på månen

Fram till nu har vi mest varit oroliga över rymdvädrets inverkan på jordens infrastruktur – kraftnät, kommunikationssystem, satelliter som kretsar runt jorden och astronauter på rymdstationen.

ESA:s Space Weather Service Network är spritt över Europa, där experter bearbetar data från ett brett utbud av strålningsdetektorer ombord på satelliter i omloppsbana och sensorer på jorden.

Med detta tillhandahåller de information och tjänster till en rad "användare" från satellit-, flygbolags- och elnätsoperatörer till norrskensjägare. Nätverket kommer att fortsätta att tillhandahålla sina tjänster under Artemis I-flyget och rapportera alla betydande rymdväderhändelser, förutspådda eller mötande.

Men för långsiktig mänsklig aktivitet på månen måste vi övervaka månens strålningsmiljö direkt.

Strålningsforskning kommer att vara ett stort fokus för Artemis I-testflygningen. Orion-kapseln kommer att bära strålningsmonitorer från NASA och ESA, samt en mängd skyltdockor och CubeSats utformade för att hjälpa oss att bättre förstå strålningsmiljön på vägen till månen och dess inverkan på människors hälsa.

ESA arbetar också med European Radiation Sensor Array (ERSA)-projektet – en serie enheter som kommer att tillhandahålla strålningsövervakning i realtid ombord på den framtida bemannade månens Gateway-rymdstation.

Att kombinera strålningsmätningar från utsidan och insidan av besättningsutrymmen skulle göra det möjligt för forskare att se hur mycket strålning som "läcker" in och mer exakt förutsäga risken för astronauter på månen när en rymdväderhändelse upptäcks.

ESA-forskare undersöker också möjligheten att inkludera strålningsinstrument på andra obemannade månbanor, såsom Lunar Pathfinder och framtida måntelekommunikationssatellitnätverk.

Ser in i framtiden

Vår stjärna kan vara oförutsägbar och temperamentsfull, men när "aktiva regioner" dyker upp på solytan tenderar de att stanna kvar där från dagar till flera veckor. Om vi ​​kunde övervaka dessa regioner redan innan de roterar mot jorden, skulle vi kunna förbättra våra prognoser för rymdväder runt jorden och månen.

Tidig observation av aktiva regioner på solskivan – varifrån flammor och massutstötningar bryter ut – är ett av huvudmålen för ESA:s kommande Vigil-uppdrag. Vigil, som är inriktad på uppskjutning 2029, kommer att bege sig till den 5:e Lagrangian-punkten (L5), en unik position i rymden som gör att den kan se "sidan" av solen innan den roterar från jorden.

Med Vigil förväntas förvarningar för potentiellt farliga rymdväderhändelser vara genomförbara flera dagar innan de är i stånd att äventyra astronauternas hälsa i rymden eller infrastrukturen på och runt jorden. Detta skulle vara särskilt användbar information för sårbara månutforskare och för planering av högriskaktiviteter som EVA. + Utforska vidare

Att arbeta i tandem:NASA:s nätverk ger Artemis I kraft