¿Llegaremos a Marte en menos de 15 años?

Exclusivo para Infobservador

Por Claudio Martinez

Hay grandes sueños de conquista para la exploración espacial. Pero el mayor reto es el viaje tripulado a Marte.

Matt Damon portrays an astronaut who faces seemingly insurmountable odds as he tries to find a way to subsist on a hostile planet.

Varias agencias espaciales, tanto privadas como gubernamentales, predicen que la llegada del hombre al planeta rojo se va a dar entre el 2023 y el 2033.

¿Es realidad? ¿Llegaremos a visitar Marte en menos de 15 o 20  años?

Lamento no compartir demasiado el entusiasmo.

Hay muchísimos problemas graves para resolver antes de enviar gente a otro planeta.

Lo mas memoriosos podrán argumentar: para la llegada del hombre a la Luna, se desarrollo la tecnología en tan solo 8 años…..

Es verdad… pero hay varias diferencias.

  1. El viaje a la Luna comparado con el viaje a Marte es como ir a la esquina…..
  2. Los costos son muchos mayores (ciertamente enormes).
  3. En la década del 60 había una carrera espacial/política con Rusia, y ademas fue una estrategia de Norteameca para reactivar la industria en USA. Se inyectó dinero de una manera fenomenal. En esa época la NASA recibía fondos de mas… hoy deben luchar para que no les cierren proyectos. Las otras agencias espaciales tienen los mismos problemas.

Y finalmente, hay varios aspectos importantes: falta desarrollar la tecnología para el viaje, el hábitat, las cuestiones psicológicas para un encierro en una nave durante tanto tiempo, etc.

Pero existe un tema que no se toca y que, creo yo, es el máximo escollo para el éxito de esta larga jornada espacial: la radiación.

¿Que es la radiación?

Son partículas de alta energía (protones, electrones, neutrones), que provienen del Sol, o mas peligrosos aun, los rayos cósmicos de la Galaxia.

Las partículas energéticas pueden ser peligrosas para los seres humanos porque pasan a través de la piel, depositando energía, perjudicando las células o el ADN en el camino. Este daño puede significar un mayor riesgo de cáncer en el futuro o peor, desarrollar la enfermedad por radiación aguda durante la misión, si la dosis de partículas energéticas es lo suficientemente grande.

Afortunadamente para nosotros, tenemos una protección natural en la Tierra que las bloquea, pero aun así las partículas mas energéticas lleguen a la superficie.

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Una eyección de partículas del Sol, y la protección que tenemos de la magnetosfera terrestre.

Una enorme burbuja magnética, llamada magnetosfera, desvía la gran mayoría de estas partículas, y protege a nuestro planeta. Posteriormente nuestra atmósfera absorbe la mayor parte de las partículas que pueden traspasar esta burbuja. Es importante  destacar que la Estación Espacial Internacional (ISS), al estar en una órbita baja (400 km) está dentro de la magnetosfera, por lo que aun allí los astronautas están protegidos.

Pero un viaje a Marte requiere a los astronautas salir mucho más lejos, más allá de la protección de la burbuja magnética de la Tierra.

Una misión humana a Marte significa enviar astronautas al espacio interplanetario durante un mínimo de un año, incluso con una muy corta estancia en el planeta rojo.

Casi todo ese tiempo, van a estar fuera de la magnetosfera, expuestos a la radiación ambiente hostil del espacio. Marte no tiene un campo magnético global para desviar las partículas energéticas, y su atmósfera es mucho más delgada que la de la Tierra, por lo que obtendrán una protección mínima, incluso en la superficie de Marte.

Las dos fuentes de radiación en detalle

A lo largo de todo el viaje, los astronautas deben ser protegidos a partir las dos fuentes de radiación. La primera proviene del Sol, que permanentemente se desprende como viento solar, así como ráfagas ocasionales de mayor energía, como consecuencia de explosiones gigantescas, como las erupciones solares o Eyecciones de Masa Coronal.

Estas partículas son casi todos protones, y, aunque el sol libera un gran número de ellos, la energía que llevan es lo suficientemente baja como que la estructura de la nave proteja a los astronautas.

 

La segunda fuente de partículas energéticas es más difícil de proteger. Estas partículas provienen de los rayos cósmicos galácticos, a menudo conocido como GCR, y están moduladas con la actividad solar. En otras palabras, cuanto es mas peligroso el Sol (en su máximo) hay menos GCR y viceversa. Esto es porque en el maximo solar, se devian mas los GCR.

Los GCR son partículas aceleradas a casi la velocidad de la luz, provenientes de otras estrellas de la Vía Láctea, o incluso otras galaxias. Al igual que las partículas solares, los rayos cósmicos galácticos son en su mayoría protones. Sin embargo, algunos de ellos son los elementos más pesados, que van desde el helio hasta elementos más pesados aun.

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La Radiación en las cercanías de la Tierra. En azul, los rayos cósmicos galácticos (GCR). En rojo el viento solar. Abajo, LEO (Low Earth Orbit) es la radiación que reciben los astronautas en órbita baja, por estar dentro del Cinturón de Van Allen. Nota que la modulación entre las dos radiaciones hacen que cuando el rojo esta en máximo el azul esta en mínimo. Diagrama NASA.

Estas partículas más energéticas puede golpear los átomos de un astronauta, las paredes metálicas de una nave espacial, el hábitat, etc, causando “lluvias” de partículas subatómicas que riegan toda la estructura. Esta “radiación secundaria”, como se la conoce, puede alcanzar niveles muy peligrosos.

Hasta 2012 no había mediciones completas realistas de la radiación en el viaje completo y en Marte. Una parte de la misión Curiosity en Marte fue hacer esta medición. El equipo usado  es el Radiation Assessment Detector (RAD).

No  es muy positiva: un viaje de 180 días, permanencia en marte de 500 días y regreso en 180 días, acumularían 1,01 Sievert, que es mas que lo permitido para un astronauta en toda su carrera.

¿Que es un Sievert?

La exposición a la radiación se mide en unidades de Sievert (Sv) o miliSievert (una milésima de Sv).

Estudios de población a largo plazo han demostrado que la exposición a radiación aumenta el riesgo de cáncer de una persona durante toda su vida. La exposición a una dosis de 1 Sv, acumulada en el tiempo, se asocia con un aumento del 5 por ciento en el riesgo de desarrollar cáncer mortal.

Muchos juegan con este número: solo un 5% de tener un cáncer mortal en el viaje…..y esto es si no hay ninguna eyección solar o algunos rayos cósmicos de mas…..

¿Como proteger a los astronautas y la nave?

Hay tres maneras de hacerlo. utilizar mucha más masa de los materiales tradicionales,  utilizar materiales de blindaje más eficientes, o protección activa. No es solo por la salud de los astronautas, sino que la radiación “fríe” la electrónica de la nave.

1) Mas material tradicional

Esta opción no es factible, ya que cuanto mas masa, es mas difícil acelerar la nave, haciéndolo prohibitivamente caro.

2) Materiales mas eficientes

La NASA esta probando algunas opciones: El agua, es un buen material para absorber las partículas altamente energéticas. Debería ser usada para que circule en la nave para proteger determinadas zonas.

También se esta probando el polietileno, cuya molécula también es muy eficiente para absorber partículas, pero no tiene una estructura solida, capaz que sostener partes de la nave, ni las condiciones de calor o frio.

La ultima opción es el desarrollo de nanotubos. El que se ha probado es una estructura muy fuerte, llamado nitruro de boro hidrogenado. Puede hacerse hilos para tejido que puede usarse también para los trajes de astronauta.

3) Protección activa

Estilo los campos de fuerza de Star Trek. No es ciencia ficción, sino que la idea es reproducir el campo magnético de la Tierra en la nave, pero por el momento es caro, ademas de una tecnología no probada mas que en experimentos. En los cálculos es factible.

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Una de las naves con protección activa. Detalles en el enlace del paper.

Puedes ver un paper fenomenal de 150 paginas con los analisis de estas naves. (en ingles).

¿Hay otra opción?

Si: cambiar la tecnología de cohetes, y lograr hacer el viaje en menos de un mes o dos. Con esto se lograría que la radiación aun que muy energética, no logre afectar completamente a los astronautas.

Desgraciadamente esa tecnología no existe aun.

¿Se puede o no se puede hacer?

Elon Musk, el CEO de SpaceX, la empresa privada mas grande en la carrera espacial a Marte, hace un tiempo salio en una revista:

El CEO también parecía despreocupado por la radiación solar, que puede causar graves enfermedades cardiovasculares. “La radiación se comenta a menudo, pero no es un riesgo demasiado grande,”. Hay un “ligero aumento del riesgo” de cáncer, dice, y es probable que haya algún tipo de blindaje.

“Ligero aumento del riesgo”?. “probable que haya algún tipo de blindaje”? Me suena a: no tengo la menor idea de como solucionar este tema…. claro…. como él no va…. creo que esta jugando con el “riesgo calculado” y del entusiasmo de los futuros astronautas, que con el sello de ser los primeros en Marte, minimicen el peligro REAL.

La radiación, ademas de lo obvio (cáncer), produce gravisimos problemas cardíacos, ceguera, y afecta a los pulmones….

Se tiene que superar el problema de hábitat, como regenerar la atmósfera y agua por años, el tema psicológico, la radiación……  Sinceramente no creo que en 20 años se pueda solucionar. Ojala me equivoque!

El espacio ES sexista

Como curiosidad, los hombres soportan mejor la radiación que las mujeres…. No es mucho, alrededor de un 5%.

Es debido a que los órganos femeninos como las mamas y el útero son extremadamente sensibles a la radiación.