Protegiendo a Artemisa y a los exploradores lunares de la radiación espacial


La misión Artemis I, que se lanzará el 29 de agosto, marcará un paso significativo en el regreso de la humanidad a la luna.

Si bien no hay pasajeros humanos a bordo de este vuelo de prueba, las futuras misiones arrojarán una vez más a los exploradores espaciales más allá de los entornos protectores de la atmósfera y el campo magnético de la Tierra y hacia el reino de la radiación espacial sin obstáculos.

La Luna vista desde la ISS. Créditos: ESA

Los astronautas capean la tormenta

Si bien las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal de tamaño pequeño a mediano son desconcertantemente espectaculares, es poco probable que estos fenómenos por sí solos supongan un gran riesgo para Artemis I o futuras misiones lunares tripuladas.

Los «eventos de partículas energéticas solares» son los que hay que tener en cuenta. Ocurren cuando las partículas emitidas por el sol, en su mayoría protones, pero también algunos átomos ionizados como el helio, se aceleran a velocidades casi relativistas. Son estas partículas de alta energía disparadas a través del espacio las que pueden afectar a una nave espacial y su tripulación.

Los eventos de partículas solares están asociados con erupciones solares particularmente grandes y eyecciones de masa coronal, ya que son estas erupciones las que pueden causar ondas de choque que empujan las partículas solares a velocidades peligrosas.

Cuando se trata de las misiones Artemis, gran parte de la radiación de un evento de partículas sería bloqueada por las paredes de la cápsula espacial: Orion y su módulo de servicio europeo fueron diseñados para garantizar la confiabilidad de los sistemas esenciales durante los eventos de radiación.

Pero el evento podría interferir con las comunicaciones entre la tripulación y los equipos en la Tierra, y los astronautas podrían tener que buscar refugio en un refugio temporal improvisado, como sucedió en la Estación Espacial en septiembre de 2017.

Sin embargo, la Estación Espacial todavía estaba dentro de la protección de la «magnetosfera» de la Tierra, una burbuja protectora de campo magnético que la luna no tiene.

«Abandonar la magnetosfera es como dejar un puerto seguro y aventurarse en mar abierto», dice Melanie Heil, coordinadora de segmento de la Oficina de Meteorología Espacial de la ESA.

«La exposición a la radiación para los astronautas en la Luna puede ser un orden de magnitud mayor que en la estación espacial y varios órdenes de magnitud mayor que en la superficie de la Tierra. Los futuros astronautas enfrentarán mayores riesgos por los eventos de partículas solares: es muy importante que estudiemos la entorno de radiación más allá de la magnetosfera y mejorar nuestra capacidad de predecir y prepararnos para las tormentas solares».

Hace exactamente 50 años, en agosto de 1972, una serie de poderosas tormentas solares que incluyeron importantes eventos de partículas solares causaron una interrupción generalizada de los satélites y los sistemas de comunicaciones terrestres en la Tierra.

Las tormentas tuvieron lugar en medio de las misiones lunares Apolo 16 y Apolo 17 de la NASA, con solo unos pocos meses a cada lado. Afortunadamente, no había exploradores humanos fuera del campo magnético protector de la Tierra en ese momento. Si hubieran encontrado estas tormentas desde el interior del módulo de comando, se cree que la dosis de radiación emitida habría causado un envenenamiento agudo por radiación. Para un astronauta en una caminata espacial, podría ser letal.

«Los servicios meteorológicos espaciales fiables son una necesidad para la exploración y la ocupación a largo plazo de la Luna», afirma Juha-Pekka Luntama, director de Meteorología Espacial de la ESA.

«Volverá a ocurrir un evento del nivel de 1972, y si no nos mantenemos alerta, es posible que tengamos astronautas en el espacio y fuera de la protección del campo magnético de la Tierra cuando suceda».

Medición de la radiación en la luna

Hasta ahora, nos hemos preocupado principalmente por los impactos del clima espacial en la infraestructura de la Tierra: redes eléctricas, sistemas de comunicación, satélites en órbita terrestre y astronautas en la Estación Espacial.

La Red de Servicios Meteorológicos Espaciales de la ESA se extiende por toda Europa, donde los expertos procesan datos de una amplia gama de detectores de radiación a bordo de satélites en órbita y sensores en la Tierra.

Con esto, brindan información y servicios a una variedad de «usuarios», desde operadores de satélites, aerolíneas y redes eléctricas hasta cazadores de auroras. La Red continuará brindando sus servicios durante el vuelo de Artemis I e informará sobre cualquier evento meteorológico espacial significativo, previsto o próximo.

Pero para la actividad humana a largo plazo en la luna, necesitamos monitorear el entorno de radiación lunar directamente.

La investigación de la radiación será un foco importante del vuelo de prueba de Artemis I. La cápsula de Orión llevará monitores de radiación de la NASA y la ESA, así como una gran cantidad de maniquíes y CubeSats diseñados para ayudarnos a comprender mejor el entorno de radiación en el camino a la luna y su impacto en la salud humana.

La ESA también está trabajando en el proyecto European Radiation Sensor Array (ERSA), una serie de dispositivos que proporcionarán monitoreo de radiación en tiempo real a bordo de la futura estación espacial lunar tripulada Gateway.

La combinación de mediciones de radiación desde el exterior y el interior de los espacios tripulados permitiría a los investigadores ver cuánta radiación se «fuga» y predecir con mayor precisión el riesgo para los astronautas en la luna cuando se detecta un evento meteorológico espacial.

Los investigadores de la ESA también están estudiando la posibilidad de incluir instrumentos de radiación en otros orbitadores lunares no tripulados, como Lunar Pathfinder y futuras redes de satélites de telecomunicaciones lunares.

mirando hacia el futuro

Nuestra estrella puede ser impredecible y temperamental, pero cuando aparecen «regiones activas» en la superficie solar, tienden a permanecer allí desde días hasta varias semanas. Si pudiéramos monitorear estas regiones incluso antes de que giren a la vista de la Tierra, podríamos mejorar nuestros pronósticos del clima espacial alrededor de la Tierra y la Luna.

La observación temprana de regiones activas en el disco solar, desde donde brotan llamaradas y eyecciones de masa, es uno de los principales objetivos de la próxima misión Vigil de la ESA. Con el objetivo de lanzarse en 2029, Vigil se dirigirá al quinto punto Lagrangiano (L5), una posición única en el espacio que le permitirá ver el «lado» del sol antes de que gire para verse desde la Tierra.

Con Vigil, se espera que las advertencias anticipadas de eventos meteorológicos espaciales potencialmente peligrosos sean factibles varios días antes de que estén en condiciones de poner en peligro la salud de los astronautas en el espacio o la infraestructura en la Tierra y sus alrededores. Esta sería información particularmente útil para exploradores lunares vulnerables y para planificar actividades de alto riesgo como EVA.

Con información de ESA

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