¿Qué se está haciendo para proteger a los astronautas de la radiación en el espacio profundo?


En 1982, el autor James Michener publicó su extensa novela Space Race, Space. En él, describe una misión ficticia del Apolo 18 a la Luna. Mientras los astronautas están en la superficie, el Sol desata una gran tormenta, atrapándolos fuera de su cápsula protectora. Los dos hombres son atacados por cantidades letales de radiación antes de que puedan ponerse a salvo.

Se las arreglan para regresar a su módulo de aterrizaje, pero están tan enfermos que no pueden volar de regreso para reunirse con su tercer compañero de tripulación en el módulo de comando lunar en órbita. Terminan chocando contra la superficie y muriendo. Tan espeluznante como suena, un evento de radiación como el del espacio plantea un desafío muy real para los exploradores del espacio. Y es este tipo de escenario el que los planificadores de misiones lunares quieren evitar. Hoy, están trabajando en formas de mitigar la exposición y, si los astronautas reciben una dosis de radiación, encuentran métodos médicos para tratarlos.

El astronauta del Apolo 17 Harrison «Jack» Schmitt en Tracy Rock en la superficie lunar. Si una tormenta solar hubiera golpeado la Luna mientras los astronautas estaban en la superficie explorando, podría haber sido un desastre. Crédito: NASA.

Clima espacial y radiación

Los estallidos solares envían partículas energéticas en nuestro camino a través del viento solar todos los días. Provocan el clima espacial, que interfiere con los sistemas de comunicaciones entre la Tierra y las numerosas misiones en el espacio (incluida la ISS). También puede alterar seriamente los sistemas aquí en la Tierra. El clima espacial (y las tormentas solares que lo provocan) se intensifican cuando el Sol está más activo, durante un período llamado máximo solar.

Las tormentas solares pueden variar desde arrebatos leves hasta eventos significativos de partículas de energía solar, que pueden ser letales para los humanos en el espacio. Ocurren cuando el material cargado de protones brota del Sol, generalmente asociado con grandes erupciones solares y eyecciones de masa coronal (CME). Las bengalas y las CME aceleran las partículas y eso es lo que las hace tan letales. Para los astronautas en el espacio, la mejor protección es estar detrás de paredes protectoras en sus cápsulas y hábitats. Pero, si resulta que las personas en una misión están expuestas a la radiación, es importante contar con procedimientos médicos para ayudar a los astronautas a recuperarse.

Vale la pena recordar que ha habido al menos una «llamada cercana» con exploradores lunares y actividad solar potencial. En 1972, las tormentas solares atravesaron la Tierra y la Luna. Interrumpieron las comunicaciones por satélite, así como los sistemas de comunicaciones terrestres en la Tierra. Afortunadamente, ninguna misión Apolo se vio afectada, aunque las tormentas ocurrieron entre las misiones Apolo 16 y 17. Si hubieran estallado durante esas misiones, las cosas habrían ido mal para los astronautas, que habrían sido presa fácil en su camino a la Luna o mientras estaban en la superficie.

Estudios de radiación de Artemis 1

Afortunadamente, hay una misión para estudiar el entorno de radiación más allá de la Tierra: Artemis 1. Es importante durante este tiempo a medida que nos acercamos al máximo solar. Cuando vuele, la radiación y la investigación médica serán un foco importante de esa misión. La cápsula Orion tiene monitores de radiación de la NASA y la ESA a bordo, junto con maniquíes de prueba especializados. También hay CubeSats con experimentos (como la levadura modificada genéticamente que sustituye a las reacciones humanas a la radiación). Todos estos fueron diseñados para estudiar el entorno de radiación que enfrentarán los astronautas en el camino a la Luna.

Orion tiene protección contra la radiación, por supuesto, para proteger a los humanos y la tecnología. Las futuras naves, como el Sistema de aterrizaje humano de SpaceX, estarán bien protegidas para proteger a los astronautas en su camino a la Luna y de regreso al Lunar Gateway planificado. En caso de una tormenta muy severa, los astronautas podrían esconderse en refugios a bordo hasta que sea seguro. Eso es lo que hicieron las tripulaciones de la ISS cuando el Sol desató un estallido particularmente feroz en septiembre de 2017.

Riesgos de radiación más allá de la Tierra

Sin embargo, vale la pena recordar que la ISS se encuentra dentro de la burbuja protectora de la magnetosfera de la Tierra. Los astronautas que se aventuren fuera de la magnetosfera en Orión u otras naves espaciales estarán en riesgo. También lo harán las personas que viven y trabajan en la Luna. No existe tal protección magnetosférica disponible «allá afuera». En una fuerte tormenta solar, las personas en el espacio serán atacadas con cantidades letales de radiación muy rápidamente.

El manto de la Tierra: la magnetosfera. Protege contra la radiación del sol. (Crédito de la imagen: NASA)

“Dejar la magnetosfera es como dejar un puerto seguro y aventurarse en mar abierto”, dijo Melanie Heil, coordinadora de segmento de la Oficina de Meteorología Espacial de la Agencia Espacial Europea. “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 el entorno de radiación más allá de la magnetosfera y mejoremos nuestra capacidad para predecir y prepararnos para las tormentas solares”.

Por su parte, la ESA está trabajando en el proyecto European Radiation Sensor Array (ERSA). Esa es una serie de sensores para brindar monitoreo de radiación en tiempo real a bordo de la futura estación espacial lunar tripulada Gateway. La idea es obtener mediciones tanto del interior como del exterior de las cápsulas y los hábitats de la tripulación para comprender los riesgos de radiación y las fugas. También es posible incluir sensores de radiación en orbitadores lunares no tripulados como Lunar Pathfinder. Otra posibilidad es colocar sensores en futuros satélites de telecomunicaciones lunares.

Predicción de la actividad solar

Además de proteger a nuestros astronautas y exploradores lunares, es importante explorar el entorno de radiación entre la Tierra y la Luna como lo hará Artemis. Pero, necesitamos más información sobre los propios estallidos solares. Si bien los astrónomos saben mucho sobre la actividad solar, todavía necesitamos un «sistema de alerta temprana» sólido para las tormentas solares. Podría ayudar a alertar a los astronautas y exploradores lunares a tiempo para tomar medidas de seguridad.

Ese es el objetivo de los investigadores del clima espacial de todo el mundo. La observación temprana de regiones activas en el disco solar es un objetivo importante de la misión Vigil 2029 de la ESA. Dará advertencias anticipadas sobre eventos meteorológicos espaciales potencialmente peligrosos que podrían poner en peligro a los astronautas y exploradores. Otras misiones, como SOHO, STEREO, Solar Dynamics Observatory y Parker Solar Probe, proporcionan valiosos datos a largo plazo sobre la actividad del Sol.

Con información de UniverseToday.com

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