El Gateway: una estación espacial lunar que dará paso a una nueva era de investigación científica

Gran parte de los estudios científicos que se llevarán a cabo inicialmente cabo en la estación espacial Gateway que orbitará la Luna, se centrarán en la radiación del Sol y del espacio profundo.

Un trío de instrumentos de radiación a bordo del Gateway, un elemento importante de las misiones Artemis de la NASA, ayudará a los científicos a comprender cómo planificar el clima espacial impredecible producido por el Sol y los rayos cósmicos galácticos del espacio profundo que los astronautas, las naves espaciales y el hardware encontrarán en el viaje a la Luna y a Marte.

El clima espacial supone un riesgo importante para la salud humana y el éxito de las misiones durante los viajes más alejados de la Tierra y de la protección de la magnetosfera y es un término general para describir las condiciones fluctuantes del espacio provocadas por el Sol. Incluye un flujo continuo de partículas y campos magnéticos, conocido como viento solar, ráfagas de nubes de gas de miles de millones de toneladas conocidas como eyecciones de masa coronal y destellos de luz ultrabrillante de las erupciones solares.

El Gateway operará en una órbita de halo casi rectilínea alrededor de la Luna, lejos de la atmósfera protectora de la Tierra y de los campos magnéticos que protegen en gran medida del clima espacial y la radiación a los humanos e incluso a los astronautas que viven en la Estación Espacial Internacional (en órbita terrestre baja). Los impactos de la radiación en el cuerpo humano serán mucho mayores en las misiones a la Luna o a Marte, donde la exposición a partículas cargadas de alta energía puede causar efectos adversos para la salud, un mayor riesgo de cáncer, cambios en las funciones motoras y el comportamiento, y degeneración de los tejidos. Además pueden dañar a los vehículos y a los equipos de los astronautas de los que dependen para vivir y viajar de manera segura por el espacio.

Los tres instrumentos en Gateway que mejorarán el conocimiento de los científicos sobre el clima espacial para ayudarlos a comprender los riesgos que supone la radiación son Heliophysics Environmental and Radiation Measurement Experiment Suite (HERMES), European Radiation Sensors Array (ERSA) y Internal Dosimeter Array (IDA).

HERMES: Heliophysics Environmental and Radiation Measurement Experiment Suite (Conjunto de experimentos de medición de radiación y medio ambiente de heliofísica)

Dirigido por el Goddard Space Flight Center de la NASA (en Greenbelt, Maryland), HERMES se conectará al exterior del Gateway y vislumbrará lo que sucede al final de la cola magnética de la Tierra. Esto permitirá a la NASA comparar sus observaciones con dos de las cinco naves espaciales THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions), un par de orbitadores lunares que llevan instrumentos similares a HERMES. La capacidad de recopilar datos simultáneamente de los tres conjuntos de instrumentos en diferentes ubicaciones es una rara oportunidad para reconstruir el comportamiento del viento solar a medida que cambia con el tiempo.

La carga científica consta de cuatro instrumentos montados en una plataforma: un magnetómetro para medir los campos magnéticos alrededor del Gateway; el Miniaturized Electron pRoton Telescope (MERiT) para medir iones y electrones; el Electron Electrostatic Analyzer  (EEA) para medir los electrones de baja energía que componen la mayor parte del viento solar; y el Solar Probe Analyzer for Ions (SPAN-I) para medir protones e iones como el oxígeno. El magnetómetro, MERiT y EEA los proporciona el Goddard y SPAN-I lo aporta la Universidad de California (Berkeley).

ERSA: European Radiation Sensors Array (Conjunto de sensores de radiación europeos)

Desarrollado por la Agencia Espacial Europea (ESA), ERSA también volará en el exterior del Gateway para estudiar el viento solar y la radiación del espacio profundo. Equipado con cinco instrumentos, ERSA medirá partículas energéticas del Sol, rayos cósmicos galácticos, neutrones, iones y campos magnéticos, y proporcionará datos sobre la física de la radiación en el sistema solar.

El paquete incluye el instrumento Influence sur les Composants Avancés des Radiations de l’Espace (ICARE-NG), que medirá la radiación ionizante que puede crear breves picos de voltaje, lo que podría provocar un cortocircuito en la electrónica. También contiene el instrumento European Active Dosimeter, que medirá la energía depositada por la radiación en el tejido vivo para mejorar el conocimiento de los científicos sobre la exposición humana a la radiación.

IDA: Internal Dosimeter Array (Conjunto de dosímetro interno)

También dirigido por la ESA, con instrumentos científicos aportados por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA), IDA se instalará dentro del Gateway para estudiar los efectos de protección contra la radiación y mejorar los modelos de física de la radiación para el cáncer, los efectos cardiovasculares y del sistema nervioso central, ayudando a evaluar el riesgo de la tripulación en misiones de exploración.

IDA será vital para evaluar cómo protege de la radiación la estructura del Gateway al volumen habitable interior, lo cual es importante ya que está ubicado dentro del módulo HALO (Habitation and Logistics Outpost) de la NASA, que servirá como la cabina inicial de la tripulación para los astronautas. La matriz permitirá la comparación directa de los entornos de radiación internos y externos debido a que la instrumentación es similar en ERSA.

Tener la capacidad de estudiar el clima espacial impredecible es una de las muchas ventajas del Gateway para permitir la exploración e investigación sostenidas en el espacio profundo. La pequeña estación espacial incluirá puertos de acoplamiento para una variedad de naves espaciales visitantes, espacio para que la tripulación viva y trabaje, y proporcionará investigaciones científicas para estudiar la salud humana y las ciencias de la vida, entre otras áreas. El Gateway será una plataforma crítica para desarrollar tecnología y capacidades para respaldar la futura exploración de la Luna y Marte.

Entre sus muchas capacidades, la estación espacial Gateway facilitará estudios sobre las explosiones de partículas y campos magnéticos del Sol que impactan en la magnetosfera de la Tierra, representada aquí, y los rayos cósmicos del espacio profundo.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.