¿Cuánto daño por radiación realmente sufren los astronautas en el espacio?
El espacio es una lugar verdaderamente inhóspito para vivir – no hay aire que se pueda respirar, la microgravedad consume tus huesos y músculos, y estas sujeto a una gran dosis de radiación en forma de partículas altamente cargadas de energía. Estas cosas pueden causar daño a las células en tu cuerpo al romper los átomos y las moléculas de las que están hechos.
Pero, ¿pero cuáles son estas fuentes de radiación y exactamente cuánto está expuesto un astronauta en la Estación Internacional Espacial en una estancia de seis meses?
La Administración Nacional Atmosférica y Oceánica de EE.UU monitorea los niveles de radiación en órbitas bajas terrestres usando los instrumentos a bordo, cinco satélites de órbita polar. Estos orbitan la Tierra cada 101 minutos. Ya que la Tierra rota por debajo de ellos, esto nos permite construir una vista bastante comprensiva de la radiación espacial en altitudes similares a las del ISS todos los días. Al volar la estación espacial a través del mapa de radiación cada día, podemos ver la cantidad total de radiación que reciben los astronautas.
Fuentes
¿De dónde viene toda esta radiación? Si bien parte de esta proviene del Sol, los rayos cósmicos de regiones desconocidas dentro de nuestra galaxia también son un problema – pero por lejos tiene el menor efecto. El campo magnético de la Tierra desvía la mayor parte de la radiación, lo que significa que la exposición a rayos cósmicos – unos seis joules de energía por los seis meses – es el equivalente a la exposición promedio de un ciudadano americano promedio por 43 años, en donde la mayoría proviene de fuentes radioactivas en el suelo como las rocas.
Pero para las misiones más allá de la protección del campo magnético de la Tierra, los rayos cósmicos serían más que un problema. En su viaje a Marte, Curiosity proveyó datos cruciales de esto y era más alto de lo esperado. Un viaje de ida y vuelta a Marte expondría a los astronautas a hasta cuatro veces el límite de radiación recomendado para los astronautas debido a los rayos cósmicos.
La fuente principal de radiación en la Estación Internacional Espacial proviene de un pequeño parche de la costa de Sur América llamada la Anomalía del Atlántico Sur. Esta región raramente tiene un campo magnético más débil que sus alrededores. Esto es importante ya que significa que esta región es pobre al reflejar partículas cargadas del sol y de otra parte en el cinturón de radiación de Van Allen – dos roscas de radiación que rodean la Tierra a 1.000-60.000 kilómetros por encima de la superficie – de vuelta al espacio.
Si bien en todos lados esta reflexión ocurre a altitudes muy por encima de la órbita de la Estación Espacial, el punto en la Anomalía del Atlántico Sur le permite a estas partículas penetrar a altitudes por debajo de ISS, la cual orbita a altitudes de entre 330km a 435km.
La estación espacial solo estará sujeta a esta radiación unos pocos minutos cada día pero sus diseñadores aún tuvieron que tomarlo en cuenta, incrementando la protección a la radiación. Estos cinturones de radiación constituyen un problema severo a misiones tripuladas al espacio. La NASA ha admitido que proteger a los astronautas de los cinturones de radiación aún es una preocupación mayor. Se han planeado muchas pruebas no tripuladas para ver qué tan efectiva es nuestra tecnología de protección actual.
La fuente final de radiación está dentro de algo llamado auroras boreales. Puedes ver el efecto de esta radiación ya que los electrones de alta energía del sol golpean la atmosfera causando emisiones de luces de colores. Normalmente los astronautas pueden tomar la vista de este hermoso fenómeno, ya que la órbita de la estación fue diseñada para estar a latitudes por debajo de donde esto usualmente ocurre. Pero algunas veces, durante la tormenta geomagnética típicamente causada por actividad solar, estas auroras son encontradas a latitudes más bajas y la estación espacial puede pasar por estos.
Esto efectivamente ocurrió unas pocas veces en los últimos seis meses. Cuando se esperan tormentas severas, los astronautas tienen que meterse en los módulos más protegidos de la estación. Cómo llegar a la radiación debido a la actividad solar aún es una pregunta para futuros vuelos espaciales tripulados.
Se tomaron en cuenta todos estos eventos para los cálculos. Entonces, ¿Cuál es la dosis total que recibieron los astronautas en la Estación Internacional Espacial durante la expedición de los últimos seis meses? Este resulta estar alrededor de los 300 joules. Por comparación, nosotros solo tenemos una dosis de 0.07 joule aquí en la Tierra por seis meses.
Solo los astronautas que permanecen los seis meses recibirían esta dosis letal – la propia ISS los ayuda a protegerse. Esta protección los ayuda a limitar su exposición al equivalente de un año de exposición que tenemos en la Tierra por día, lo que significa que aún es 365 veces mayor. Claramente resalta los desafíos que actualmente están enfrentando los vuelos espaciales tripulados.
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