Cómo el rover Curiosity de la NASA está haciendo que Marte sea más seguro para los astronautas.

El rover Curiosity de la NASA usó su Mast Camera, o Mastcam, para capturar esta imagen de un afloramiento con rocas finamente estratificadas dentro de la región de Murray Battles en la parte inferior del Monte Sharp el 8 de septiembre de 2016. Créditos: NASA/JPL-Caltech/MSSS.
Un sensor de radiación a bordo de la nave espacial está proporcionando nuevos datos sobre los riesgos para la salud que los humanos enfrentarían en la superficie de Marte.

¿Podrían los tubos de lava, las cuevas o los hábitats subterráneos ofrecer un refugio seguro para los futuros astronautas en Marte? Los científicos del equipo del rover Curiosity de la NASA están ayudando a explorar preguntas como esa con el Detector de Evaluación de Radiación, o RAD por sus siglas en inglés.

A diferencia de la Tierra, Marte no tiene un campo magnético que lo proteja de las partículas de alta energía que hay en el espacio. Esa radiación puede causar estragos en la salud humana y también puede comprometer seriamente los sistemas de soporte vital de los que dependerán los astronautas en Marte.

Con base en los datos del RAD de Curiosity, los investigadores están descubriendo que el uso de materiales naturales como la roca y los sedimentos en Marte podría ofrecer cierta protección contra esta radiación espacial siempre presente. En un artículo publicado este verano en JGR Planets, detallaron cómo Curiosity permaneció estacionado contra un acantilado en un lugar llamado "Murray Buttes" del 9 al 21 de septiembre de 2016.

Mientras estuvo allí, RAD midió una disminución del 4% en la radiación general. Más significativamente, el instrumento detectó una disminución del 7.5% en la radiación de partículas neutras, incluidos los neutrones que pueden penetrar la roca y son especialmente dañinos para la salud humana. Estos números son estadísticamente lo suficientemente altos como para mostrar que se debió a la ubicación de Curiosity al pie del acantilado, y no a los cambios normales en la radiación de fondo.

"Hemos estado esperando durante mucho tiempo las condiciones adecuadas para obtener estos resultados, que son fundamentales para garantizar la precisión de nuestros modelos informáticos", dijo Bent Ehresmann, del Southwest Research Institute, autor principal del artículo. “En Murray Buttes, finalmente tuvimos estas condiciones y los datos para analizar este efecto. Ahora estamos buscando otras ubicaciones donde RAD pueda repetir este tipo de mediciones ".

Un puesto avanzado de meteorología espacial en Marte

La mayor parte de la radiación medida por RAD proviene de los rayos cósmicos galácticos: partículas expulsadas por la explosión de estrellas y enviadas de un lado a otro por todo el universo. Esto forma una alfombra de "radiación de fondo" que puede representar riesgos para la salud de los seres humanos.

La radiación mucho más intensa proviene, esporádicamente, del Sol en forma de tormentas solares que arrojan arcos masivos de gas ionizado al espacio interplanetario.

"Estas estructuras se retuercen en el espacio, a veces formando tubos de flujo complejos en forma de croissant más grandes que la Tierra, generando ondas de choque que pueden energizar partículas de manera eficiente", dijo Jingnan Guo, quien dirigió un estudio, publicado en septiembre en The Astronomy and Astrophysics Review, que analiza nueve años de datos RAD mientras estaba en la Universidad Christian Albrecht, de Alemania.

“Los rayos cósmicos, la radiación solar, las tormentas solares, son todos componentes del clima espacial y RAD es, efectivamente, un puesto avanzado del clima espacial en la superficie de Marte”, dice Don Hassler del Southwest Research Institute, investigador principal del instrumento RAD.

Las tormentas solares ocurren con una frecuencia variable, basada en ciclos de 11 años, con ciertos ciclos que soportan tormentas más frecuentes y energéticas que otros. Contrariamente a la intuición, los períodos en los que la actividad solar está en su punto más alto, pueden ser el momento más seguro para los futuros astronautas en Marte: el aumento de la actividad solar protege al planeta rojo de los rayos cósmicos entre un 30 y un 50%, en comparación con los períodos en los que la actividad solar es menor. 

"Es una compensación", dijo Guo. “Estos períodos de alta intensidad reducen una fuente de radiación: la omnipresente radiación de fondo de rayos cósmicos de alta energía alrededor de Marte. Pero, al mismo tiempo, los astronautas tendrán que lidiar con la radiación intermitente y más intensa de las tormentas solares ".

"Las observaciones de RAD son clave para desarrollar la capacidad de predecir y medir el clima espacial, la influencia del Sol en la Tierra y otros cuerpos del sistema solar", dijo Jim Spann, líder de clima espacial de la División de Heliofísica de la NASA. “Mientras la NASA planea viajes humanos a Marte, RAD sirve como un puesto de avanzadilla y parte del Observatorio del Sistema Heliofísico, una flota de 27 misiones que investiga el Sol y su influencia en el espacio, cuya investigación apoya nuestra comprensión y exploración del espacio. "

La parte superior del detector de evaluación de radiación se puede ver en la cubierta del rover Curiosity de la NASA. Crédito: NASA / JPL-Caltech/MSSS
RAD ha medido el impacto de más de una docena de tormentas solares hasta la fecha (cinco mientras viajaba a Marte en 2012), aunque estos últimos nueve años han marcado un período especialmente débil de actividad solar.

Los científicos están comenzando a ver un aumento de la actividad a medida que el Sol sale de su letargo y se vuelve más activo. De hecho, RAD observó evidencia de la primera erupción de clase X del nuevo ciclo solar el 28 de octubre de 2021. Las erupciones de clase X son la categoría más intensa de erupciones solares, la más grande de las cuales puede provocar cortes de energía y cortes de comunicaciones en la Tierra.

“Este es un momento emocionante para nosotros, porque uno de los objetivos importantes de RAD es caracterizar los extremos del clima espacial. Los eventos como las erupciones solares y las tormentas son un tipo de clima espacial que ocurre con mayor frecuencia durante el aumento de la actividad solar, el momento en el que nos acercamos ”, dijo Ehresmann. Se necesitan más observaciones para evaluar cuán peligrosa sería una tormenta solar realmente poderosa para los humanos en la superficie marciana.

Los hallazgos de RAD se incorporarán a un conjunto de datos mucho mayor que se recopilará para futuras misiones tripuladas. De hecho, la NASA incluso equipó al rover Perseverance con muestras de materiales de trajes espaciales para evaluar cómo resisten la radiación a lo largo del tiempo.

Noticia original (en inglés).


Edición: C. Gutiérrez.