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A medida que Artemisa II, la misión de la NASA que enviará cuatro astronautas a circunnavegar la Luna el próximo año, se acerca, un nuevo estudio revela qué tan bien su nave espacial Orión protegerá a la tripulación.
Los hallazgos se basan en datos de Artemis I, un viaje de 25 días alrededor de la Luna y de regreso a fines de 2022. La cápsula Orión en esa misión, que siguió una trayectoria similar a la que tomará Artemis II, no tenía tripulación, pero llevaba invitados especiales no humanos.
Dos de ellos, torsos de maniquí llamados Helga y Zohar, viajaron a bordo como prueba de cuánta radiación podrían experimentar los astronautas en su viaje a la Luna. Los maniquíes estaban hechos de materiales que imitaban los tejidos blandos, los órganos y los huesos de una persona y, al igual que la nave espacial, incluían detectores para rastrear la exposición a la radiación a lo largo del camino.
Ahora, los científicos han publicado los primeros resultados tras estudiar los datos del detector, publicados el miércoles en la revista Nature. Los hallazgos muestran que la tecnología de protección utilizada en la nave espacial fue eficaz para mitigar la radiación experimentada durante el viaje.
“La misión Artemis I marca un paso crucial en el avance de nuestra comprensión de cómo la radiación espacial afecta la seguridad de futuras misiones tripuladas a la Luna”, dijo Sergi Vaquer Araujo, líder del equipo de medicina espacial de la Agencia Espacial Europea, en un comunicado.
Araujo no participó en el estudio, pero la Agencia Espacial Europea contribuyó con cinco dosímetros móviles para medir la radiación en toda la nave espacial Orión.
“Estamos obteniendo información valiosa sobre cómo la radiación espacial interactúa con el blindaje de la nave espacial, los tipos de radiación que penetran para llegar al cuerpo humano y qué áreas dentro de Orión ofrecen la mayor protección”, dijo Araujo.
Preocupaciones por la radiación
La NASA ha estudiado el impacto de la radiación espacial en la salud humana durante décadas, desde las primeras misiones espaciales tripuladas en la década de 1960. También se recopilan periódicamente datos de los astronautas que pasan entre seis meses y un año a bordo de la Estación Espacial Internacional.
La estación permanece en órbita baja, lo que significa que está parcialmente protegida por el campo magnético de la Tierra, así como por un fuerte blindaje incorporado en el diseño del laboratorio orbital. El campo magnético de la Tierra también impide que los rayos cósmicos lleguen a los astronautas.
Pero para futuras misiones al espacio profundo, los astronautas se alejarán mucho de la protección de la Tierra y necesitarán confiar en naves espaciales bien protegidas y trajes espaciales protectores.
Las misiones espaciales de larga duración a la Luna y Marte expondrán a los astronautas a la radiación de los rayos cósmicos, o partículas de alta energía que se desplazan por el espacio. Para llegar al espacio exterior, los astronautas también tendrán que atravesar los cinturones de Van Allen de la Tierra, dos bandas de radiación que rodean nuestro planeta como si fueran rosquillas gigantes, según la NASA.
Los sensores integrados en la cápsula Orión captaron por primera vez datos continuos de radiación durante el viaje de ida y vuelta de la Tierra a la Luna, según indicaron los investigadores. Si bien hay algunos datos de las misiones Apolo, no se recopilaron de forma continua.
Los sensores mostraron que la exposición a la radiación dentro de Orión variaba significativamente dependiendo de la ubicación de los detectores, según los autores del estudio.
Un 'refugio contra tormentas' cósmico
A medida que Orión pasaba por los cinturones de Van Allen, los datos mostraron que las áreas más protegidas, como el “refugio contra tormentas” de la cápsula, brindaban cuatro veces más protección que las áreas menos protegidas. Los investigadores determinaron que la exposición a la radiación en estos lugares se mantuvo a un nivel seguro para que los astronautas evitaran la enfermedad por radiación aguda.
“El refugio antitormentas es un área muy estrecha que se utiliza para almacenar suministros para la tripulación”, dijo en un correo electrónico el autor principal del estudio, Stuart George, científico del Grupo de Análisis de Radiación Espacial del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston. “Descubrimos que el refugio antitormentas era el área más protegida del vehículo, lo cual es bueno porque fue diseñado de esa manera”.
El paso por los cinturones de Van Allen se consideró comparable a que la tripulación se enfrentara a un fenómeno meteorológico espacial.
A medida que el Sol se acerca al máximo solar (el pico de su ciclo de 11 años, previsto para este año), se vuelve más activo y libera intensas erupciones solares y eyecciones de masa coronal. Las eyecciones de masa coronal son grandes nubes de gas ionizado llamadas plasma y campos magnéticos que se liberan desde la atmósfera exterior del Sol.
Cuando estas explosiones se dirigen a la Tierra, pueden afectar a las naves espaciales, a los satélites, a la estación espacial e incluso a la red eléctrica terrestre.
“Esto nos ayudó a validar el diseño de nuestro refugio para proteger a la tripulación de eventos de partículas solares energéticas causados por el clima espacial”, dijo George.
Las exposiciones a los rayos cósmicos, que pueden representar la mayor parte de la radiación que los astronautas podrían experimentar en vuelos espaciales de larga duración, fueron un 60% menores en Artemis I que las experimentadas en misiones anteriores, incluidas las misiones robóticas a Marte, dijo George.
El equipo también notó una sorpresa en los hallazgos. Cuando Orión pasó por los cinturones de Van Allen, la nave espacial hizo un giro para activar el propulsor y asegurarse de que estuviera en la trayectoria correcta. Durante el giro, los niveles de radiación dentro de la cápsula se redujeron en un 50% porque la maniobra colocó una mayor parte del blindaje de Orión dentro del camino de la radiación, dijo George.
Las mediciones tomadas durante Artemis I podrían informar el diseño de futuras misiones de vuelos espaciales humanos, dijeron los autores del estudio.
Planificación para Artemis II
Si se produjera una tormenta solar mientras los astronautas de Artemis estuvieran en el espacio, podría durar días.
El concepto de refugio contra tormentas ha cambiado para Artemis II, ya que el refugio más pequeño a bordo de Artemis I podría no ser lo suficientemente grande para que la tripulación realice operaciones normales si tuvieran que permanecer allí durante un período prolongado durante una tormenta solar, también conocida como un evento de partículas solares.
“En Artemis II, la tripulación atará los suministros mediante bungee a la pared menos protegida de la nave espacial Orión”, dijo George por correo electrónico.
“Esto significa que, durante un evento de partículas solares energéticas, la tripulación podrá utilizar mucho más espacio de la cabina y, al mismo tiempo, estar protegida de la radiación. Será realmente interesante probar esto en el espacio, con la tripulación al tanto”.
La etapa central del poderoso cohete Artemis II llegó al Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida durante el verano, y ya está en marcha el ensamblaje del cohete Artemis III. Artemis III, programado para 2026, tiene como objetivo llevar a una mujer y a una persona de color al polo sur lunar por primera vez.
Mientras tanto, la tripulación de Artemis II, que incluye a los astronautas de la NASA Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch y el astronauta de la Agencia Espacial Canadiense Jeremy Hansen, ha estado entrenando en Islandia. Aunque no aterrizarán, la tripulación viajará 7.402 kilómetros más allá del lado oculto de la luna para capturar imágenes de las características de la superficie lunar, como los cráteres, desde la órbita.
“Que los humanos sostengan la cámara durante un paso lunar y describan lo que ven en un lenguaje que los científicos puedan entender es una bendición para la ciencia”, dijo Kelsey Young, líder de ciencia lunar para Artemis II y oficial científica en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, en una declaración.
“En gran medida, eso es lo que entrenamos a los astronautas para que hagan cuando los llevamos a estos entornos similares a la Luna en la Tierra”.
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