El interés humano en Marte ha crecido dramáticamente en las últimas décadas. Además de las ocho misiones activas que se están llevando a cabo actualmente en el Planeta Rojo o cerca de él, se enviarán siete módulos robóticos, rovers y orbitadores más a Marte a finales de la década. Para la década de 2030, varias agencias espaciales planean desplegar misiones tripuladas a la superficie.
Además, todavía hay bastantes voluntarios que están listos para ir a Marte de una manera y personas que abogan por convertirlo en nuestro segundo hogar. Todas estas propuestas también llaman nuestra atención sobre los peligros que acechan a las personas en Marte. Además del ambiente frío y seco, la falta de aire y las tormentas de arena gigantes, también está el problema de la radiación.
¿De dónde proviene la radiación en Marte?
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Marte no tiene una magnetosfera protectora como la Tierra. Los científicos creen que en un momento hubo corrientes de convección en el núcleo de Marte, creando un efecto de dínamo que puso en movimiento un campo magnético planetario. Pero hace unos 4.200 millones de años, aparentemente debido a una colisión con un objeto grande o al rápido enfriamiento del núcleo, este efecto dinamo desapareció.
Como resultado, durante los siguientes 500 millones de años, la atmósfera de Marte fue evaporada lentamente por el viento solar. Debido a la pérdida de campo magnético y atmósfera, la superficie de Marte está expuesta a niveles de radiación mucho más altos que la Tierra. Y además de la exposición constante a los rayos cósmicos y al viento solar, Marte está expuesto a dosis letales de radiación esterilizante junto con llamaradas solares.
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¿Cómo fue la investigación?
En 2001, la NASA envió la nave espacial Mars Odyssey a Marte, equipada con un instrumento especial MARIE (Experimento de radiación marciana), que se suponía que debía medir el nivel de radiación alrededor de Marte. Dado que Marte tiene una atmósfera bastante delgada, la radiación registrada por Mars Odyssey debería haber sido casi la misma que en la superficie.
Durante sus 18 meses de funcionamiento, la sonda Mars Odyssey detectó radiación permanente, cuyo nivel era 2,5 veces más alto que el nivel en la Estación Espacial Internacional: 22 milirad por día, o 8000 milirad (8 Rad) por año. La nave espacial también registró dos eventos de protones solares en los que los niveles de radiación aumentaron a 2.000 milirads por día.
En comparación, las personas en los países desarrollados están expuestas a un promedio de 0.62 Rad por año. Y aunque la investigación ha demostrado que el cuerpo humano puede soportar una dosis de hasta 200 rad sin ningún daño, la exposición prolongada a la radiación de nivel marciano puede provocar todo tipo de problemas de salud: enfermedad aguda por radiación, mayor riesgo de cáncer, daño genético e incluso la muerte.
Por lo tanto, la NASA y otras agencias espaciales se adhieren a una estrategia de riesgo mínimo al planificar misiones.
Soluciones posibles
Los primeros visitantes de Marte definitivamente tendrán que enfrentar mayores niveles de radiación en la superficie. Además, cualquier intento de colonizar el Planeta Rojo también requerirá medidas para minimizar el impacto. Ya existen varias soluciones, tanto a corto como a largo plazo.
Por ejemplo, la NASA mantiene varios satélites que estudian el sol, el entorno espacial en todo el sistema solar y rastrean los rayos cósmicos galácticos con la esperanza de proporcionar una mejor comprensión de la radiación solar y cósmica. Además, la agencia está buscando las mejores opciones para proteger a los astronautas y la electrónica.
En 2014, la NASA lanzó el Desafío Reductor de Rayos Cósmicos Galácticos, una intensa competencia con un premio de $ 12,000 que premiará las mejores ideas para reducir los efectos de los rayos cósmicos galácticos en los astronautas. Después de la primera competencia en abril de 2014, siguió otra en julio con un premio total de $ 30,000 para ideas relacionadas con la defensa activa y pasiva.
Cuando se trata de colonización y estadías prolongadas, en el pasado han surgido algunas ideas más. Por ejemplo, como sugirieron Robert Zubrin y David Baker en el plan de la misión Mars Direct, las viviendas se pueden construir directamente en el suelo, lo que será un escudo natural contra la radiación.
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También se propuso crear módulos inflables encerrados en cerámica creada con suelo marciano. Este plan se basará en una técnica de impresión 3D conocida como "sinterización", donde la arena se convierte en material fundido mediante rayos X.
MarsOne, una organización sin fines de lucro que promete colonizar Marte en las próximas décadas, ofrece su propia opción para proteger a los colonos marcianos de la radiación. La organización ha propuesto incorporar blindaje en la nave espacial, el vehículo y el módulo de habitación de la misión. En caso de una erupción solar, si la protección no es suficiente, proponen crear un refugio de radiación dedicado (ubicado en un tanque de agua hueco) dentro de su Mars Transit Habitat.
Pero la propuesta de mitigación más drástica implica reiniciar el núcleo del planeta para restaurar su magnetosfera. Para hacer esto, necesitamos licuar el núcleo externo para que pueda convencer alrededor del núcleo interno nuevamente. La rotación adecuada del planeta comenzará a crear un efecto de dínamo y se generará un campo magnético.
Según Sam Factor, estudiante graduado del Departamento de Astronomía de la Universidad de Texas, hay dos formas de hacerlo. La primera es detonar una serie de ojivas termonucleares cerca del núcleo del planeta, y la segunda es enviar una corriente eléctrica a través del planeta, produciendo una resistencia en el núcleo que se calentará.
Científicos del Instituto Nacional de Ciencia de Síntesis (NIFS) de Japón realizaron un estudio en 2008 que consideró la posibilidad de crear un campo magnético artificial alrededor de la Tierra. Al descubrir que la intensidad del campo magnético se ha reducido en un 10% durante los últimos 150 años, abogaron por la creación de anillos superconductores que rodeen el planeta, lo que podría compensar las pérdidas futuras.
Con algunos cambios, dicho sistema podría adaptarse a Marte. Creará un campo magnético que puede ayudar a proteger la superficie de algunas de las radiaciones dañinas. Y si los terraformadores pueden crear una atmósfera en Marte, tal sistema también la protegerá del viento solar.
Finalmente, un estudio de 2007 realizado por investigadores del Instituto de Mineralogía y Petrografía en Suiza mostró cómo es el núcleo de Marte. Usando una cámara de diamante, los científicos pudieron reproducir las condiciones de presión en los sistemas de hierro-azufre y hierro-níquel-azufre que corresponden al centro de Marte.
Descubrieron que a temperaturas del núcleo marciano (alrededor de 1227 grados Celsius), el núcleo interno sería líquido, pero el externo estaría ligeramente solidificado. Esto es muy diferente del núcleo de la Tierra, en el que la solidificación del núcleo interno libera calor, que mantiene fundido el externo, creando así un efecto dinamo y un campo magnético.
La ausencia de un núcleo interno sólido en Marte significaría que algún día el núcleo externo líquido debe haber tenido una fuente de energía diferente. De alguna manera, esta fuente se secó y el núcleo externo se solidificó, poniendo fin al efecto dínamo. Sin embargo, su estudio también mostró que enfriar el planeta podría conducir a la solidificación del núcleo en el futuro, ya que los sólidos ricos en hierro caerían en el centro o los sulfuros de hierro cristalizarían en el núcleo.
En otras palabras, el núcleo de Marte puede volverse sólido algún día al calentar el núcleo externo y derretirlo. Combinado con la propia rotación del planeta, esto generará un efecto dínamo que volverá a activar el campo magnético del planeta. Si esto es cierto, entonces la colonización de Marte y la vida segura en él será cuestión de tiempo; será necesario esperar hasta que el núcleo cristalice.
No hay otra manera. En la actualidad, la radiación en la superficie de Marte es bastante peligrosa. Por tanto, cualquier vuelo futuro al planeta tendrá en cuenta la protección radiológica y las contramedidas. Y todos los que permanezcan en Marte durante mucho tiempo tendrán que enterrarse más profundamente en la tierra o protegerse del sol y los rayos cósmicos.
Pero la necesidad es la madre de la invención, ¿no es así? Y como necesitamos empezar a colonizar otros mundos, si queremos sobrevivir como especie, tendremos que recurrir a soluciones innovadoras.
ILYA KHEL
