La radiació de l’espai ens deté tranquil·lament enviant humans a Mart

Els perills innumerables amenacen els astronautes que viatgen a l'espai profund. Alguns d’aquests, com els asteroides, són evidents i evitables amb un LIDAR decent. Altres no. A la part superior de la llista no tan gran es troba la radiació espacial, cosa que la NASA està preparada per protegir els exploradors mentre els transporta a Mart. L’entorn de radiació més enllà de la magnetosfera no és propici per a la vida, és a dir, enviar astronautes sense protecció és equivalent a enviar-los al seu destí.

Mentre que hem enviat astronautes a l’espai des de fa més de mig segle, la immensa majoria d’aquestes missions s’ha limitat a viatjar a una òrbita baixa de la Terra: entre 99 i 1.200 quilòmetres d’altitud. El camp magnètic de la Terra –que s'estén a milers de quilòmetres a l’espai– protegeix el planeta de ser afectat de forma directa per partícules solars d’alta energia que viatgen més d’un milió de milles per hora.

Hi ha tres grans fonts de radiació espacial, i totes presenten un cert risc que no es pot anticipar ni protegir sempre. La primera és la radiació atrapada. Algunes partícules no es desvien pel camp magnètic de la Terra. En canvi, estan atrapats en un dels dos grans anells magnètics que envolten la Terra i s'acumulen com a part dels cinturons de radiació de Van Allen. La NASA només ha hagut de lluitar amb els cinturons de Van Allen durant les missions Apollo.

La segona font és la radiació còsmica galàctica, o GCR, que s’origina fora del sistema solar. Aquests àtoms ionitzats viatgen bàsicament a la velocitat de la llum, tot i que el camp magnètic de la Terra també és capaç de protegir el planeta i els objectes de la GCR a la baixa Terra.

La darrera font prové dels esdeveniments de partícules solars, que són enormes injeccions de partícules energètiques produïdes pel sol. Hi ha una distinció entre els vents solars normalment emesos pel sol, que triguen aproximadament un dia a arribar a la Terra i aquests esdeveniments d’alta intensitat que ens afecten en 10 minuts. A més de produir una quantitat de radiació potencialment letal per als astronautes, la SPE de vegades pot ser molt imprevisible, cosa que dificulta als científics i enginyers de la NASA desenvolupar mesures de protecció contra ells.

La NASA examina la radiació espacial de la manera com els empresaris determinen els riscos acceptables per als seus empleats: no sotmetran els astronautes a un risc laboral de desenvolupar càncer més enllà d'un cert llindar. Per desenvolupar aquesta avaluació, la NASA analitza un munt de factors diferents, des d'on anirà la tripulació, fins a quin punt del sol estaran, com semblarà el cicle solar durant aquest temps a quin tipus de vaixell i protegir-los " estic treballant. Un equip de biòlegs estudia quins són els efectes fisiològics en qualsevol viatge i utilitzen models informàtics per escriure avaluacions de riscos laborals.

Per a la NASA, el risc acceptable suposa un risc d'excés de càncer de tres per cent de vida.

Però la mitigació del risc de càncer no és l’únic problema. El problema més freqüent és la nàusea: no és tan dolent si està a la vora d'una nau espacial amb bosses de barf, però molt perillós si esteu fent un passeig espacial i tot el que teniu és un vestit espacial per capturar el vostre vòmit. El sistema immunitari també pot afectar durant uns quants dies o setmanes, i la captura d’una infecció en els morts de tot no és bo.

Ara mateix, el més important que tenim per protegir els astronautes de la radiació espacial –especialment el GCR– és la protecció material. Això funciona bastant bé, però no sabem quina espessa ha de ser l’escut en un vaixell vinculat a Mart. Massa gruixuda, i és un cost prohibitiu treure la nau al’espai, i molt menys a l’estratosfera. Massa prim i la tripulació pateix. De fet, els escuts prims podrien resultar en una major quantitat de radiació secundària. Per això, l’alumini ha estat el material d’elecció: és prou robust com per trencar les partícules de raigs còsmics, però és prou lleuger perquè les naus espacials viatgin amb eficàcia.

Però la NASA va enviar astronautes a la lluna ia la lluna, a través dels cinturons de Van Allen, i no va morir ningú. No vol dir que ja hem descobert tot el raig còsmic?

No exactament. Els efectes de la radiació espacial depenen de l’exposició: com més temps estigueu fora de l’espai, més estaràs en risc. Les missions d'Apollo van trigar aproximadament tres dies a arribar a la Lluna. Per a la tripulació Apolo 11 Va tornar a casa vuit dies després de l’aixecament. El període de temps per a les missions de Mart és a una escala de anys. "Hi ha dues classes diferents de missions de Mart", diu Gregory Nelson, investigador de la Universitat Loma Linda, especialitzada en els efectes fisiològics de la radiació espacial. "Un d’ells arribarà allà més ràpidament perquè pugueu romandre més temps a la superfície de Mart. Crec que són 500 dies i tornes ràpidament. En l’altra versió, s’ha acabat com uns 900 dies ”. Nelson diu que una tripulació que anirà a Mart probablement estaria exposada a un gris de radiació: més de 277 vegades la dosi d’exposició de radiació de l'any normal a la Terra.

Els riscos de desenvolupar càncer o estar exposats a una quantitat mortal de radiació augmenta de manera exponencial en aquest període de temps. L’escut simple d’alumini no el tallarà. Hi ha algunes tecnologies emergents que estudien els científics i les proves que poden resultar útils.

Un és un concepte anomenat "blindatge actiu" en el qual es crea un camp magnètic artificial mitjançant imants superconductors. Malauradament, com diu Nelson, aquestes tecnologies requerien massa poder. "Haureu de volar una altra nau espacial pesada i una font d'alimentació per fer-lo funcionar", diu. Hi ha científics que busquen generar camps més petits per protegir els individus o els vehicles terrestres. Però, segons Nelson, la protecció activa és "no provada".

"El problema", diu, "són les partícules que vénen en totes direccions al mateix temps, per la qual cosa no és suficient posar la mà i bloquejar la vista del sol serà suficient".

Una altra idea és intervenir realment en el mateix nivell biològic. Una idea que s'està estudiant i provada actualment és l'ús d'antioxidants en grans concentracions que es podrien administrar després d'un mal esdeveniment solar. Nelson cita estudis per aprofitar els compostos de vitamina E, o nutrients que es troben en els nabius, les maduixes o el vi negre. Dorit Donoviel, científic en cap adjunt de l'Institut d'Investigacions Biomèdiques de l'Espai Nacional (National Space Biomedical Research Institute), està treballant en alguna cosa semblant mitjançant la identificació de compostos potencials que puguin impedir la formació de tumors locals a causa d'esdeveniments específics de radiació, mitjançant assajos clínics sobre pacients amb càncer en etapa tardana.

Malauradament, la majoria d’aquests estudis es basen en models de ratolí o en humans que no representen un físic saludable i en forma que defineix gairebé tots els astronautes. En general, Nelson pensa que aquests mètodes són fins ara ineficients, a causa de les altes quantitats de partícules carregades que es troben en la radiació còsmica. Això es veu agreujat pel fet que les intervencions biològiques poden generar efectes secundaris horribles i voleu evitar que els astronautes hagin d'injectar alguna cosa horrible en els seus cossos setmanalment.

Tant Nelson com Donoviel reiteren que, actualment, la NASA no pot enviar gent a Mart i encara es queda amb un risc de tres per cent de desenvolupar càncer més endavant. Sens dubte, això no vol dir que la investigació s’aturarà, però si l’agència té la intenció de posar botes al planeta vermell a finals dels anys 2030, tenen molta feina per fer per resoldre el trencaclosques de la radiació espacial.