Supercomputadores calculan riesgo de radiación en astronautas

Un nuevo estudio revela que un vehículo espacial con un blindaje relativamente mínimo y una órbita polar de alta inclinación podría exponer a los astronautas a altas exposiciones de radiación cósmica y eventos de partículas solares.

Investigadores de la Universidad de Texas A & M (TAMU; College Station, TX, EUA), la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de los Estados Unidos (NASA; Houston, EUA) y la Clínica Mayo en Arizona (Scottsdale, EUA) investigaron los posibles riesgos de radiación que enfrentan los astronautas que habrían operado el Laboratorio de Órbita Mantenida (LOM), una misión planeada por la NASA en la década de 1960, pero que en realidad nunca voló. Los documentos de la misión fueron desclasificados recientemente.

El LOM fue concebido como un laboratorio experimental para vuelos espaciales tripulados, pero fue transformado como una plataforma secreta de reconocimiento en 1965 durante el apogeo de la Guerra Fría. El vehículo habría viajado en órbita terrestre baja y pasado repetidamente sobre las regiones polares del norte y del sur para espiar mejor a la Unión Soviética. En agosto de 1972, tres años después de que la planificación de la misión LOM se interrumpió debido a la aparición de satélites no tripulados más baratos, la Tierra experimentó un evento de partículas solares históricamente grande. Los investigadores exploraron cómo la radiación típica y una llamarada solar podrían haber afectado a los pilotos de la LOM.

Se enfocaron en la radiación de dos fuentes: eventos de partículas solares (EPS) y rayos cósmicos galácticos (RCG). Los investigadores primero modelaron el perfil orbital del LOM, el clima espacial y las fuerzas geomagnéticas de aquellos años, y el transporte de iones y partículas pesadas que en tal trayectoria habría encontrado. Luego, usando una supercomputadora que requirió 150,000 horas computacionales, encontraron que, en condiciones normales, la tripulación del LOM habría soportado 113.6 milisievert (mSv) en su piel y 41.6 mSv en los órganos hematopoyéticos durante un vuelo de 30 días, dentro de los límites de exposición para los astronautas de la NASA.

Sin embargo, durante el “peor escenario” de la tormenta solar de 1972, su piel habría estado expuesta a 1.770 mSv, mientras que sus órganos habrían experimentado 451 mSv, dosis tóxicas de radiación. En base a estudios en animales, concluyeron que tal exposición habría causado náuseas, vómitos, fatiga y posiblemente quemaduras en la piel a la tripulación. Sin la aplicación rápida de contramedidas médicas, los riesgos podrían haber sido aún más graves, afectando tanto la salud humana a corto como a largo plazo. El estudio fue publicado el 4 de abril de 2018 en la revista npj Microgravity.

“Dado el futuro previsto de los vuelos espaciales tripulados, con esfuerzos ahora para expandir rápidamente las capacidades para misiones humanas a la Luna y Marte, existe una necesidad apremiante de mejorar la comprensión del riesgo de radiación espacial”, dijo el autor principal, Jeffery Chancellor, MSc, del departamento de física y astronomía de la TAMU. “Creo que la investigación tendrá un gran impacto para el vuelo espacial comercial. Da una idea a las personas que intentan presentar ideas para los hoteles en órbita, o para SpaceX o Virgin Galactic que quieren hacer vuelos turísticos, en términos de lo que tienen que enfrentar para proteger a la tripulación y a los clientes”.

Los iones acelerados en la radiación cósmica interactúan de manera diferente con objetos y personas. Mientras que los rayos X pueden ser bloqueados por escudos de plomo, los iones RCG pueden volverse más peligrosos cuando interactúan con metales, generando partículas secundarias que tienen efectos biológicos, como un desarrollo acelerado de aterosclerosis, progresión rápida de lesiones avanzadas de la raíz aórtica, colágeno lesional reducido y engrosamiento de la íntima media de las arterias carótidas. Los viajes espaciales también afectan a otros órganos; el corazón, por ejemplo, cambia de forma y se vuelve más esférico.