La Paradoja: Por qué el máximo solar es el momento más seguro para viajar a Marte

Viajar por el espacio profundo cuando la posibilidad de tormentas y llamaradas solares está en su máxima, suena contradictorio, pero una nueva investigación demuestra que embarcarse en un viaje de este tipo cuando el Sol está más activo es más seguro.

La actividad solar mejorada barre la radiación espacial energética que viene más allá de nuestro Sistema Solar. Una misión tripulada en Marte durante un próximo pico en el ciclo solar podría quizás reducir la exposición a la radiación dañina a la mitad en comparación con un viaje durante un mínimo solar.

Las mediciones de radiación del ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) de la ESA confirman el hallazgo paradójico de que viajar durante el máximo solar es el mejor momento para ir. Un equipo de investigación internacional concluyó que una tripulación podría completar el viaje de ida y vuelta sin violar las pautas de radiación. También proporcionaron las dosis estimadas que una tripulación mantendría durante diferentes escenarios de misión.

Dosis de radiación para astronautas

Uno de los mayores desafíos de enviar humanos a Marte es su exposición a la radiación espacial. La radiación ionizante plantea graves riesgos para la salud, incluido un mayor riesgo de cáncer, efectos cardiovasculares y cataratas.

Más allá del campo magnético protector de la Tierra, un astronauta en una misión a Marte podría estar expuesto a dosis de radiación decenas de veces más altas que en nuestro planeta. El límite de radiación de la ESA para la carrera de un astronauta es de 1000 milisieverts, la unidad para la dosis efectiva que podría causar daños al tejido humano. Las dosis más altas administradas durante períodos cortos plantean riesgos agudos, mientras que las tasas de dosis más bajas contribuyen principalmente a los riesgos para la salud a largo plazo.

Riesgos espaciales - Radiación / Crédito: ESA

Los astronautas pueden buscar protección dentro de su nave espacial durante los eventos de partículas energéticas solares. Estas tormentas son impredecibles, pero si se les da suficiente advertencia y protección, las tripulaciones pueden retirarse a "refugios contra tormentas", áreas con protección adicional. En la Estación Espacial Internacional, los astronautas se refugian en los dormitorios o en la cocina.

Estudios previos ya indicaron que volar una misión a Marte al mínimo solar llevaría los niveles de dosis de los rayos cósmicos galácticos peligrosamente cerca de los límites de carrera de la ESA.

El nuevo análisis amplía el alcance utilizando datos del dosímetro Liulin-MO a bordo de TGO y del Coscósmico Ray Telescope for the Effects of Radiation (CRaTER) a bordo del Lunar Reconnaissance Orbiter durante un período de 15 años.

No hay dónde esconderse

En el camino a la Luna y Marte, los astronautas se enfrentan a dos fuentes importantes de radiación espacial: los rayos cósmicos galácticos y las partículas energéticas solares. El primero se origina en eventos energéticos más allá de nuestro Sistema Solar, como las supernovas; el segundo de poderosas erupciones solares.

Riesgos espaciales - Lucha contra la radiación /Crédito: ESA

Sin embargo, no hay ningún lugar donde esconderse del bombardeo constante de rayos cósmicos galácticos. Estas partículas viajan cerca de la velocidad de la luz y penetran tanto el blindaje de la nave espacial como el cuerpo humano. Cuando se detienen, los rayos cósmicos a menudo desencadenan lluvias de partículas secundarias que pueden ser aún más dañinas para los humanos.

Una vez en la superficie marciana, los astronautas estarían expuestos a dosis hasta un 60% más bajas que durante el viaje interplanetario. Las cuevas y los tubos de lava podrían crear buenos hábitats para reducir la exposición a la radiación.

El mejor crucero a Marte

El estudio calculó la dosis de radiación para misiones simuladas en Marte bajo diferentes niveles de actividad solar y a través de tres trayectorias: la ruta más eficiente energéticamente pero más larga, la ruta más consumidora de energía pero más corta y un compromiso de las dos.

Dosis de radiación en el camino a Marte / Crédito: ESA

El equipo analizó las órbitas de transferencia a Marte durante los últimos 60 años y utilizó una bola de agua en capas para simular cuánta radiación absorberían los órganos dentro de un cuerpo humano. Las órbitas de transferencia más rápidas podrían reducir la exposición a la radiación en un 55% viajando en el máximo solar en lugar de durante el mínimo solar, mientras que las misiones con trayectorias que ahorran combustible podrían ver reducciones de hasta el 45%.

Trayectorias de la Tierra a Marte para el estudio de la radiación/ Crédito: ESA

"Para mantenerse dentro de los límites de radiación de la carrera, los planificadores de misiones deben apuntar cuidadosamente a trayectorias de transferencia específicas y lanzar ventanas", dice Robert Wimmer-Schweingruber, coautor de la Universidad de Kiel, Alemania.

Proteger a los astronautas a medida que se aventuran más profundamente en el espacio es una prioridad crítica para la ESA. "Este estudio nos ayuda a convertir las variaciones del ciclo solar en objetivos claros para las trayectorias de la misión y la reducción de riesgos. Podemos cuantificar cuánto podemos ganar al apuntar a una determinada ventana de lanzamiento y trayectorias más rápidas, y cuándo todavía necesitamos mejores conceptos de protección y operativos para hacer que las misiones en Marte sean realmente más seguras", dice Anna Fogtman, jefa de protección contra la radiación de la ESA.