¿QUÉ ES LA RADIACIÓN ESPACIAL?
Los viajes espaciales son duros, peligrosos y están llenos de incertidumbres; siempre lo ha sido, y siempre lo serán. Uno de los mayores desafíos en una misión a la Luna (o Marte) es proteger a la tripulación de la radiación. En la Tierra y en la Órbita Terrestre Baja (OTB), los humanos están protegidos por el campo magnético de la Tierra. En el espacio profundo, los astronautas estarán expuestos a entornos de radiación intensa donde serán bombardeados por alta energía en forma de ondas o partículas que dañarán significativamente el cuerpo humano.
La radiación es el asesino de la misión: parte de la razón es que el cuerpo no puede adaptarse a la alta dosis de radiación: cuanto más tiempo esté un astronauta en el espacio, más radiación estará expuesto. Demasiada radiación puede tener efectos negativos significativos en la fisiología humana. Esta exposición crónica a la radiación puede penetrar la piel, dañar el ADN y aumentar las posibilidades de desarrollar cáncer y enfermedades causadas por la misma radiación.
TRES TIPOS DE RADIACIÓN ESPACIAL
La radiación espacial proviene de tres fuentes principales:
1. El primero es de partículas cargadas dentro del campo magnético de la Tierra cuando los astronautas se embarcan en su viaje al espacio profundo. Esta peligrosa región se conoce como los cinturones de radiación de Van Allen, los cuales son dos regiones en forma de rosquilla que rodean la Tierra, donde las partículas de alta energía, en su mayoría electrones e iones, quedan atrapadas por el campo magnético de la Tierra. Esta radiación es un tipo de clima en el espacio y representa una amenaza para los astronautas y las naves espaciales al atravesar los cinturones de radiación en su viaje al espacio profundo.
Figura 1. Cinturones de Radiación de Van Allen (NASA, 2017)
2. La segunda fuente de radiación es el Sol. El Sol está formado por partículas cargadas eléctricamente llamadas plasma, a medida que este plasma se mueve, acumula energía dentro de su campo magnético masivo, esta energía generalmente se libera en dos tipos de explosiones: llamaradas solares y eyecciones de masa coronal. Las llamaradas solares son poderosas ráfagas de radiación que brotan de la superficie del sol. Las eyecciones de masa coronal, también conocidas como tormentas solares, son grandes expulsiones de plasma de la corona del Sol que se propaga hacia el espacio planetario. Estas erupciones solares envían ondas de choque, o viento solar, en el cual partículas de energía solar viajan en el espacio profundo. Estas partículas son principalmente protones y poseen mucha energía y pueden ser muy dañinos para los humanos. A medida que los astronautas salen del campo magnético de la Tierra en su viaje a la Luna, las partículas de energía solar pueden bombardear a la tripulación con mucha radiación en un corto período de tiempo.
Figura 2. Viento solar transportando partículas de energía solar a través del espacio profundo (ESA/ATG medialab, 2017)
3. La tercera fuente de radiación en el espacio proviene de los rayos cósmicos galácticos, los cuales son partículas de energía extremadamente alta que viajan casi a la velocidad de la luz y provienen de la explosión de estrellas -supernovas- dentro de nuestra galaxia y posiblemente, más lejos en el universo. Los rayos cósmicos galácticos son más escasos pero también más energéticos que las partículas energéticas solares, incluyen elementos más pesados que pueden penetrar a través de grandes cantidades de materiales.
Figura 3. La magnetosfera de la Tierra desvía las partículas de energía solar y los rayos cósmicos galácticos (OIEA, 2021)
Comprender estos tres tipos de radiaciones solares ayuda a las agencias espaciales a determinar cuánto tiempo pueden pasar los astronautas en el espacio de manera segura.
LOS RIESGOS DE LA RADIACIÓN EN ASTRONAUTAS
La radiación espacial es algo que no se puede ver, no se puede sentir; el cuerpo no sabe que está siendo bombardeado por la radiación. Afortunadamente, la NASA y las agencias espaciales cuentan con dosimetría operativa y dosímetros personales de tripulación que pueden usarse para medir los niveles de exposición. Hay muchos factores que pueden afectar el grado en que la radiación daña el cuerpo humano, estos factores incluyen la dosis de radiación, el género, el peso corporal, la edad y muchos otros factores. Entre los problemas más graves causados por la radiación se encuentran los daños en todas las partes del cuerpo, como el sistema nervioso central, la piel, el sistema óseo, el tracto gastrointestinal y los órgano hematopoyéticos. Esto significa que la radiación puede penetrar la piel, dañar el ADN, aumentar las posibilidades de desarrollar cáncer, así como impulsar la formación de cataratas y alterar la neurogénesis inducida por la radiación, la cual interrumpiría la formación de nuevas neuronas en el cerebro.
LÍMITES DE RADIACIÓN
Para minimizar la exposición a la radiación, las agencias espaciales han establecido límites de dosis para los astronautas en función de la edad y el género. Los valores de exposición son más bajos para los astronautas más jóvenes porque la exposición a mayores cantidades de radiación al principio de sus carreras podría presentar mayores riesgos para la salud durante la vejez. Esto significa que un astronauta más joven debería estar expuesto a menos radiación porque tiene más vida para vivir y, por lo tanto, una mayor probabilidad de desarrollar problemas de salud a lo largo de su vida, mientras que los astronautas mayores tienen un límite de radiación mucho más alto, ya que tienen menos vida para vivir, o menos tiempo para desarrollar cáncer o problemas de salud. Así que esto prueba que realmente no hay límite de edad para ir al espacio.
La radiación promedio típica para una persona en la Tierra es de 3,6 mSv por año, que es una dosis pequeña. Los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional (EEI) reciben entre 80 mSv y 160 mSv durante una estancia de seis meses dependiendo de la actividad solar. En la Luna, los astronautas experimentarán esta exposición a la radiación 2,6 veces mayor que la EEI. Como resultado, las agencias espaciales están trabajando en planificar estratégicamente la duración de las futuras misiones a la Luna, teniendo en cuenta que el tiempo para los astronautas en la superficie de la Luna es más crítico que estar en la EEI . Por lo tanto, la cantidad total de radiación que se espera que afecte a los astronautas estará directamente relacionada con el factor tiempo, la actividad solar, la cantidad y el tipo de protección contra la radiación utilizada en el hábitat y la nave espacial, así como la protección embebida en el traje espacial para las caminatas espaciales.
Figura 4. Astronauta expuesto a la radiación espacial (NASA)
CONTRAMEDIDAS
Actualmente, la principal medida contra la radiación es limitar la cantidad de tiempo que los astronautas pueden estar en el espacio. Sin embargo, dado que la futura misión a largo plazo a la Luna expondrá a los astronautas a lidiar con la radiación, se pueden considerar algunas alternativas, como proteger a los astronautas con materiales que sean lo suficientemente gruesos como para evitar el paso de la radiación, el uso de blindaje rico en hidrógeno y el polietileno. Otra alternativa a la protección contra la radiación es que los astronautas busquen refugio en tubos de lava, ya que sirven como asentamientos naturales con suficiente material grueso que pueden protegerlos de la radiación mortal, especialmente durante las altas dosis de radiación que resultan de las tormentas solares.
FUTURO DE LOS VUELOS ESPACIALES Y ASTRONAUTAS
La prioridad número uno de la NASA es garantizar la seguridad, salud y el bienestar de los astronautas durante futuras misiones lunares. Los viajes a la Luna serán un banco de pruebas para la protección contra la radiación a fin de estar preparados para Marte. Cuanto más se comprenda el impacto y la duración de la radiación en la Luna a través de las misiones de Artemis, la NASA y las agencias espaciales podrán extrapolar esa información a la determinación de la cantidad de tiempo que los astronautas se mantendrán en tránsito y en la superficie de otro cuerpo celeste como Marte.
