El 19 de octubre de 1989, a las 12:29 UT, una monstruosa llamarada solar de clase X13 desencadenó una tormenta geomagnética tan fuerte que las auroras iluminaron los cielos de Japón, Estados Unidos, Australia e incluso Alemania al día siguiente. Si estuvieras volando alrededor de la Luna en ese momento, habrías absorbido más de 6 Sieverts de radiación, una dosis que probablemente te mataría en aproximadamente un mes.
Por este motivo, la nave espacial Orion, que este año debía llevar humanos a la Luna en una misión de sobrevuelo, cuenta con un refugio contra tormentas fuertemente blindado para la tripulación. Pero refugios como este no son suficientes para un vuelo a Marte: el escudo de Orión fue diseñado para una misión de 30 días.
Para lograr una protección comparable a la que disfrutamos en la Tierra se necesitarían cientos de toneladas de material, y eso simplemente no es posible en órbita. La principal alternativa (usar escudos activos que desvían partículas cargadas tal como lo hace el campo magnético de la Tierra) se propuso por primera vez en la década de 1960. Hoy, finalmente estamos cerca de hacer que funcione.
Radiación del espacio profundo
La radiación espacial se presenta en dos sabores diferentes. Los fenómenos solares como las llamaradas o las eyecciones de masa coronal pueden provocar flujos muy elevados de partículas cargadas (principalmente protones). Son desagradables cuando no tienes refugio, pero son relativamente fáciles de proteger ya que los protones solares son en su mayoría de baja energía. La mayoría de las corrientes de partículas solares tienen entre 30 megaelectrones voltios y 100 MeV y pueden detenerse mediante refugios similares a Orión.
Luego están los rayos cósmicos galácticos: partículas provenientes de fuera del Sistema Solar, puestas en movimiento por supernovas distantes o estrellas de neutrones. Son relativamente raros, pero te atacan todo el tiempo, desde todas direcciones. También tienen altas energías, desde 200 MeV hasta varios GeV, lo que los hace extremadamente penetrantes. Las masillas espesas no brindan mucha protección contra ellos. Cuando las partículas de rayos cósmicos de alta energía chocan contra escudos delgados, producen muchas partículas de menor energía; sería mejor no tener ningún escudo.
Las partículas con energías entre 70 MeV y 500 MeV son responsables del 95% de la dosis de radiación que reciben los astronautas en el espacio. En vuelos cortos, las tormentas solares son la principal preocupación porque pueden ser bastante violentas y causar muchos daños muy rápidamente. Sin embargo, cuanto más vuelas, los GCR se vuelven más problemáticos porque su dosis aumenta con el tiempo y pueden atravesar casi cualquier cosa que intentemos poner en su camino.
Lo que nos mantiene seguros en casa
La razón por la que casi nada de esta radiación puede llegar hasta nosotros es que la Tierra tiene un sistema de protección natural de múltiples etapas. Comienza con su campo magnético, que desvía la mayoría de las partículas entrantes hacia los polos. Una partícula cargada en un campo magnético sigue una curva: cuanto más fuerte es el campo, más estrecha es la curva. El campo magnético de la Tierra es muy débil y apenas desvía las partículas entrantes, pero es enorme y se extiende miles de kilómetros en el espacio.
Todo lo que atraviesa el campo magnético llega a la atmósfera, que en términos de blindaje equivale a una pared de aluminio de 3 metros de espesor. Finalmente, está el planeta mismo, que esencialmente reduce la radiación a la mitad, ya que siempre hay 6,5 mil millones de billones de toneladas de roca protegiéndote del fondo.
Para poner esto en perspectiva, el módulo de la tripulación del Apolo tenía un promedio de 5 gramos de masa por centímetro cuadrado entre la tripulación y la radiación. Un módulo típico de la ISS pesa el doble, unos 10 g/cm2. El refugio Orion pesa entre 35 y 45 g/cm2, dependiendo exactamente de dónde se siente, y pesa 36 toneladas. En la Tierra, la atmósfera por sí sola proporciona 810 g/cm2, unas 20 veces más que nuestras naves espaciales mejor protegidas.
Las dos opciones son añadir más masa (lo que se vuelve caro rápidamente) o reducir la duración de la misión, lo que no siempre es posible. Por tanto, resolver la radiación con masa pasiva no será suficiente para misiones más largas, incluso utilizando los mejores materiales de blindaje como el polietileno o el agua. Es por eso que la creación de una versión miniaturizada y portátil del campo magnético de la Tierra ha sido cuestionada desde los primeros días de la exploración espacial. Desafortunadamente, descubrimos que era mucho más fácil decirlo que hacerlo.
