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En el futuro, las bases lunares y los viajes a Marte representarán muchos peligros y desafíos para los astronautas. Y la radiación no será el menor de ellos.

Coctel de frutas

Llamarada solar(pulsar sobre la imagen para ampliarla)© NASA

Los experimentos realizados con ratas sugieren que la radiación que recibirán los astronautas en sus futuros viajes prologados a Marte o la Luna podría dañar sus cerebros. Los viajeros podrían tener problemas en su memoria y en los procesos de aprendizaje, así como estrés.

Actualmente, durante los traslados a bordo de los transbordadores y la estancia en la Estación Espacial, las tripulaciones se encuentran protegidas por el propio campo magnético de la Tierra, pero una misión a Marte, por ejemplo, los alejaría por más de tres años de este escudo natural, y lo mismo sucederá en la superficie de la Luna.

Recientemente, la NASA ha financiado una docena de proyectos que investigarán los daños potenciales de la exposición prolongada a la radiación del espacio interplanetario para la salud de los astronautas.

Por ejemplo, una de las investigaciones, realizada por Bernard Rabin (Universidad de Maryland, Baltimore) estudia sus efectos sobre las capacidades cognitivas de las ratas. El trabajo de Rabin se enfocó en los daños causados por la radiación pesada de partículas, es decir, de núcleos de elementos pesados como el hierro que se desplazan a gran velocidad.

Estos núcleos son más difíciles de bloquear que los elementos más ligeros, y los estudios de Rabin sugieren que afectan más seriamente al cerebro.

Las ratas cuyos cerebros han sido expuestos se comportan peor en las pruebas de laberintos, y tardan más en aprender a oprimir un botón para conseguir alimento. También se distraen más fácilmente y experimentan más ansiedad en situación de estrés.

Si bien los científicos no saben exactamente cómo es que la radiación pesada afecta el cerebro de las ratas, pero se sabe que crea en el cuerpo moléculas contenedoras de oxígeno y que altamente reactivas. Se sospecha que estas moléculas reactivas de oxígeno contribuyen a los procesos de envejecimiento. A su vez, los problemas enfrentados por las ratas como resultado de su exposición a la radiación pesada son similares a los que sufren al envejecer.

Sin embargo, podría haber un antídoto. Rabin ha descubierto que un cóctel con extractos de fresas y arándanos disminuye los problemas con sus ratas. Esto podría deberse al hecho de que estos extractos contienen antioxidantes, y si se los suministra a los animales antes de que se vean expuestos a la radiación, los mismos parecen ser menos propensos a sufrir daños.

Una burbuja de plasma

En un viaje a Marte, los astronautas deberán llevar a cabo tareas científicas y técnicas complejas, pero la radiación podría disminuir sus capacidades cognitivas.(pulsar sobre la imagen para ampliarla)© NASA

Si bien el campo magnético de la Tierra protege a las naves en las órbitas bajas, tales como las del transbordador espacial y la Estación Espacial Internacional, los astronautas que viajen a mayores distancias correrán el riesgo de cáncer y de otras enfermedades debido a la exposición prolongada a los rayos cósmicos. Algunas de estas partículas son expulsadas por las llamaradas solares, y otras provienen de fuera del sistema solar y su origen es más misterioso.

Un escudo posible podría ser proporcionado por gruesas placas metálicas que absorberían esta radiación, pero la masa agregada que debería ser lanzada al espacio haría que éste resultara ser un enfoque muy poco práctico, incluso casi imposible dado los medios de propulsión con los que se cuenta actualmente. Como dice John Slough, de la Universidad de Washington, Seattle: “No es una solución sensible, en términos de materiales. Es el talón de Aquiles del viaje espacial tripulado”.

Por eso, Slough está liderando un grupo de investigadores que estudia una forma de sustituir a los paneles protectores metálicos: un escudo de plasma.

El científico opina que el problema podría solucionarse con apenas unos pocos gramos de hidrógeno, en la forma de una nube de plasma que rodeara a la nave. Recientemente, el Instituto de Conceptos Avanzados de la NASA (NIAC = Institute for Advanced Concepts) otorgó al equipo de Slough la suma de 75 000 dólares para que explorara las posibilidades prácticas de la idea.

Los detalles no son todavía muy precisos, pero el concepto básico es bastante claro. Un aparato de alta tensión dentro de la nave dividiría al hidrógeno en sus partículas constituyentes: protones y electrones. Posteriormente, este plasma sería lanzado hacia el espacio, creando una nube alrededor de la nave. Fuera de ella habría un sistema de cables que encerrarían a la nube, por medio de una corriente eléctrica que recorrería el sistema y que al suministrarse a la nube la confinaría cerca del casco del vehículo.

El campo magnético del plasma haría las veces de un poderoso deflector de los rayos cósmicos que equivaldría, según Slough, a un escudo de aluminio de varios centímetros de espesor.

Si bien el cableado exterior debería estar hecho de superconductores, los mismos ya están disponibles en el mercado, dice Slough. E incluso las naves futuras que utilicen el plasma como propulsor podrían reciclar el plasma expulsado empleándolo para su escudo de radiación. “Sería como estar protegido por los propios gases de escape”, agregó Slough.

Escudos de fuerza

Una cúpula de esferas cargadas en una futura base lunar.(pulsar sobre la imagen para ampliarla)© ASRC Aerospace

Es posible que algún día unos campos de fuerza protejan de la radiación espacial a los trabajadores de una base lunar, pero el asunto requerirá todavía muchísima investigación si es que se desea que la ciencia-ficción se vuelva realidad.

Pero el trabajo en esa dirección está en marcha, ya que utilizando fondos del Instituto para Conceptos Avanzados de la NASA, algunos científicos han diseñado una forma de utilizar campos magnéticos para desviar partículas cargadas. Partículas de este tipo, originadas en el Sol y en acontecimientos violentos del espacio profundo, podrían afectar letalmente a los astronautas desprotegidos.

El diseño desarrollado por Charles Buhler y John Lane de ASRC Aerospace Corporation, una empresa contratista de la NASA en el Centro Espacial Kennedy, en Florida, adaptando una idea del ingeniero Robert Youngquist de la NASA, se compone de un conjunto de esferas separadas con cargas positiva o negativa, y que podría ser ordenado de tal forma que desviara las partículas cargadas de, por ejemplo, una base lunar.

Estas esferas estarían hechas de un material delgado y no conductor recubierto por una capa de oro de entre 10 a 300 nanómetros de espesor (un nanómetro equivale a la parte de un milímetro).

Una carga eléctrica aplicada a la película de oro se diseminaría sobre la superficie de la esfera, la que se expandiría sin necesidad de inflarse, ya que las cargas iguales se repelen entre sí. Varias esferas cargadas con hasta –50 megavoltios rodearían a otras cargadas con hasta +150 megavoltios, formando una cúpula que protegería a la base de la radiación que llega desde fuera.

Quedan todavía muchos puntos por resolver. Uno no menor es que se necesitaría mejorar mucho los sistemas actuales de generación eléctrica, que actualmente en la Tierra tienen un límite de producción de unos 20 megavoltios.

Pero quizás el más crítico sea el mantener las esferas limpias del polvo lunar. Este polvo está cargado por la radiación solar, de modo que podría provocar una descarga si flotara sobre una esfera. “No deseamos que algún relámpago gigante fulmine a los astronautas”, dice Buhler. De todos modos, la resolución de estos problemas palidece en comparación con la dificultad de transportar enormes masas de concreto hasta la Luna para la construcción de un escudo convencional.

Redactado para Astroseti.org por Heber Rizzo Baladán
Octubre 28, 2006

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Fuentes utilizadas
-- NewScientist.com