El peligro de la radiación en el camino a Marte

Marte es, para bien o para mal, el próximo gran objetivo de la NASA. El lugar al que queremos llegar y poner los pies en las próximas décadas. La verdad es que, en general, se podría decir que todo parece estar avanzando bastante bien para cumplir ese objetivo, aunque queda un aspecto que todavía se resiste: como proteger a los astronautas de las hostilidades del espacio…

Los rayos cósmicos y la radiación solar

Concepto artístico de la cápsula Orión. Crédito: NASA

Concepto artístico de la cápsula Orión.
Crédito: NASA

Los seres humanos no se han aventurado más allá del sistema Tierra-Luna. Eso quiere decir que sólo en un puñado de ocasiones (las misiones tripuladas a nuestro satélite) hemos tenido seres humanos más allá de la protección del campo magnético de la Tierra. En la larga travesía a Marte los astronautas se tendrán que enfrentar a dos amenazas: los rayos cósmicos y la radiación producida por la actividad solar, que pueden provocar desde ceguera a procesos cancerígenos.

La atmósfera nos protege de la radiación, en nuestro planeta, porque bloquea lo más peligroso, pero los ingenieros todavía no tienen ningún método efectivo para proteger a los astronautas, y ese es uno de los riesgos que todavía quedan pendientes por resolver (o minimizar todo lo posible) en ese objetivo de enviar seres humanos a Marte, en un viaje que tendrá una duración de tres años, en la década de 2030.

Como seguramente podrás suponer, no es una cuestión menor. Si cualquiera de los miembros queda incapacitado durante el viaje, la misión podría verse en peligro y la NASA se podría encontrar con un problema gigantesco entre manos. Viajar a Marte no es una simple cuestión de tener un cohete preparado y una misión diseñada, es necesario tener en cuenta también la distancia que nos separa del planeta en cada momento para poder encontrar una ventana de lanzamiento que sea apropiada (es decir, que nos permita recorrer la menor distancia posible de camino a nuestro destino), algo que suele suceder aproximadamente cada dos años.

Protección contra radiación y rayos cósmicos

El cinturón interior (en rojo) está compuestos principalmente de protones. El exterior (en azul) de electrones. Crédito: JHUAPL, NASA

Los cinturones de Van Allen de la Tierra.
Crédito: JHUAPL, NASA

El Sol libera partículas de alta energía constantemente en forma de viento solar. La cantidad de partículas emitidas aumenta y desciende a lo largo de los 22 años que dura cada ciclo solar. Las tormentas solares, además, pueden mandar enormes cantidades de partículas energéticas al espacio (en forma de llamarada solar), con un pico de intensidad a los 11 años. Esa radiación puede aumentar las posibilidades de sufrir cáncer a largo plazo, así como desencadenar síntomas más inmediatos como vómitos, fatiga y problemas de visión.

Del mismo modo, los rayos cósmicos también tienen la capacidad de provocar cáncer. Estas partículas de alta energía y alta velocidad tienen su origen más allá del Sistema Solar y pueden dañar nuestras células gravemente. Para empeorar las cosas, pueden provocar otros efectos degenerativos a largo plazo, como enfermedades coronarias, reducción de la efectividad del sistema inmune y también síntomas neurológicos similares a los del Alzheimer.

Por suerte, tenemos un lugar más allá de la atmósfera de nuestro planeta en el que tenemos cierta experiencia protegiendo a nuestros astronautas de estas cosas: la Estación Espacial Internacional. Cuando el sol libera una llamarada particularmente potente, los astronautas pueden buscar cobijo en las zonas de la nave que están mejor protegidas. El inconveniente es que nadie se ha enfrentado a los peligros que supondrían los tres años de exposición continua experimentados en la misión de ida y vuelta de Marte. El récord de permanencia en la EEI está en “sólo” 14 meses.

Posibles soluciones

La Estación Espacial Internacional, fotografiada el 23 de mayo de 2010 desde el Space Shuttle Atlantis.

La Estación Espacial Internacional, fotografiada el 23 de mayo de 2010 desde el Space Shuttle Atlantis.

De momento no está excesivamente claro cómo podemos enfrentarnos a este riesgo. Un casco más denso puede ayudar a bloquear los rayos cósmicos de menor intensidad, pero cualquiera de alta intensidad podría atravesarlo sin problemas. Además, doblar el espesor del casco de la nave sólo reduce el riesgo en un 10%, dependiendo de la naturaleza de los rayos (cuál es su origen) y la protección utilizada. Esa protección, además, añade más peso a la nave, limitando la cantidad de espacio disponible para suministros y experimentos científicos.

La mejor manera de reducir el peligro de los rayos cósmicos, en realidad, probablemente esté en el propio viaje en sí. Cuánto más rápido sea, menos tiempo de exposición. Aunque Marte no tiene un campo magnético tan intenso, los astronautas que toquen su superficie tendrán una protección considerable, reduciendo a la mitad la cantidad de radiación que recibirán. La atmósfera marciana es bastante fina y no da la misma protección que la de la Tierra, pero también ayuda a reducir la cantidad de rayos cósmicos que alcanzan la superficie.

Entendiendo a nuestro enemigo

Una puesta de Sol en Marte. Crédito: NASA's Mars Exploration Rover

Una puesta de Sol en Marte.
Crédito: NASA’s Mars Exploration Rover

Al final, como en muchas otras cuestiones, la mejor manera de atajar un problema es saber a qué nos estamos enfrentando. Por eso, para poder entender cómo afectarán los rayos cósmicos a los exploradores humanos, necesitaremos que los científicos sean capaces de medir las propiedades del campo magnético del Sol en cualquier momento. Cuanto mejor conozcamos las condiciones del entorno del Sistema Solar, mejor percepción tendremos de los auténticos riesgos a los que se podrían estar exponiendo los astronautas.

Con esa información, los investigadores creen que serían capaces de predecir los efectos de la radiación cósmica con uno o dos años de antelación al lanzamiento de la misión, permitiendo una mejor planificación para proteger a la tripulación de los momentos más peliagudos del clima espacial. En cierto modo, sería como saber aquí, en nuestro planeta, si la tormenta que se nos viene encima es un huracán o una simple tormenta de verano. No nos protegemos igual ante cada fenómeno.

Un aliado muy, muy veterano y otros instrumentos

La sonda Voyager 1. Crédito: NASA

La sonda Voyager 1.
Crédito: NASA

Podrías pensar que para poder profundizar en nuestro conocimiento de los rayos cósmicos necesitaremos la tecnología más vanguardista, pero lo cierto es que una de las herramientas más útiles es la veterana sonda Voyager 1 que nos está permitiendo ver cuál es el aspecto de los rayos cósmicos, más allá del escudo protector del Sol, ya que abandonó el Sistema Solar en 2012. La información que recopila ayudará a los científicos a entender cómo afecta la actividad solar a los rayos. No en vano, es el único instrumento que hemos diseñado que ha llegado al medio interestelar, la única zona en la que estamos fuera de la influencia del campo magnético de nuestra estrella.

Al mismo tiempo, los instrumentos como el módulo PAMELA (por su nombre en inglés Payload for Antimatter Exploration and Light-nuclei Astrophysics) y el Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), que se encuentra a bordo de la EEI, nos permiten analizarlos desde el interior del Sistema Solar. Comparando las mediciones de ambas fuentes, los investigadores pueden comprender qué papel ha desempeñado la actividad solar a la hora de alterar esa radiación en el pasado, y cómo podría modificarla en los próximos ciclos solares.

Estos son los restos de la supernova SN 1987 A (que explotó en 1987 en la Gran Nube de Magallanes). Era una supernova de Tipo II-P. Crédito: NASA, ESA, P. Challis, y R. Kirshner

Estos son los restos de la supernova SN 1987 A (que explotó en 1987 en la Gran Nube de Magallanes).
Crédito: NASA, ESA, P. Challis, y R. Kirshner

Con toda esa información, poco a poco vamos perfeccionando nuestra comprensión de los rayos cósmicos, y es algo que sólo va a mejorar con el paso del tiempo. Sin ir más lejos, recientemente se ha utilizado nueva información recibida de la sonda Voyager 1 para modificar las fórmulas existentes que nos ayudan a describir cómo se ven afectados por el campo mágnetico del Sol. Muchos de estos rayos proceden de supernovas; a diferencia de la luz de la explosión, el material de los rayos cósmicos no viaja en una línea recta, si no que rebota constantemente con el polvo y gas que se encuentra en el espacio, dificultando determinar donde está su origen, y todo se vuelve aun más complicado una vez entran en el Sistema Solar.

Así que, la posibilidad de analizar los rayos cósmicos lejos de la influencia del Sol nos permite identificar mejor cuál es el origen y propiedad de los rayos cósmicos. No sólo nos ayudará a comprenderlos mejor, si no también a entender qué efectos pueden tener en los seres humanos, particularmente aquellos que viajen a través del espacio. La radiación es algo en lo que la comunidad científica, seguramente, tendrá mucha atención puesta durante la próxima década para poder aprender a mitigar sus efectos.

La fecha para partir con rumbo a Marte puede parecer todavía muy distante, pero ya hemos comenzado a andar por el camino que nos llevará hasta el planeta rojo, y hay muchas rocas que apartar para despejarlo…

Referencias: Smithsonian

Alex Riveiro

Amante de la astronomía. Hablo de todo lo relacionado con el universo y sus conceptos de una manera amena y sencilla. Desde los púlsares hasta la historia de la astronomía en Al-Andalus.

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1 respuesta

  1. Arnoldo José De la Hoz dice:

    Muy interesante, Alex.

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