21/Nov/08

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Magnetosfera artificial para astronautas

Un experimento indica que es posible técnicamente crear una magnetosfera artificial económica que proteja a los astronautas en un viaje a Marte.

De momento la idea de un viaje a Marte no se puede realizar. Un viaje de esas características necesitaría de muchos meses de viaje. Meses en los que los astronautas estarían sometidos a las insanas radiaciones ionizantes del Sol y a los rayos cósmicos. Además la activad solar es variable y de vez en cuando, además del flujo habitual, se dan "tormentas solares" en las que se generan grandes flujos de partículas cargadas, como protones y partículas alfa, que viajan a gran velocidad. Todas estas radiaciones producen mutaciones en el ADN con los consiguientes problemas para la salud y de generación de cáncer.

Parte de la radiación electromagnética nociva como los rayos UV y X se pueden detener con el blindaje adecuado, pero con las partículas cargadas de alta energía (principalmente protones) del Sol y de los rayos cósmicos un blindaje no funciona bien. Tampoco es fácil detener los fotones gamma de la radiación cósmica que sean muy energéticos con este método. Y lo que es peor, toda esta radiación primaria de alta energía al chocar contra el blindaje produce gran cantidad de radiación secundaría que puede ser aún más nociva. Se ha llegado a proponer construir los habitáculos espaciales de plástico para que así la radiación los atraviese más fácilmente (y a sus ocupantes) y se produzca menos radiación secundaría, que aunque es menos energética que la primaria es mucho más abundante.

En la Tierra la magnetosfera nos protege de las partículas cargadas y la atmósfera nos protege de las que escapan y de la radiación electromagnética. Al suelo llega sólo una parte de la UV y unos pocos muones de radiación cósmica secundaría. Los habitantes de las montañas y los que trabajan en aviones están sometidos a un mayor flujo de rayos cósmicos.

En la estación espacial internacional o en los vuelos de la lanzadera espacial los astronautas están parcialmente protegidos por el campo magnético terrestre, que desvía las partículas cargadas hacia el espacio exterior o hacia las regiones polares. Pero los astronautas que fueron a la Luna quedaron desprotegidos frente a esta radiación, aunque sólo fuera por unos días. Por esta razón en los sesenta se planteó la creación de magnetosferas artificiales que protegieran las naves espaciales que viajaran fuera de la Tierra, sobre todo en vuelos larga duración. Idea que finalmente se rechazó por considerarla impracticable. Ahora esta meta está un poco más cerca gracias unos experimentos realizados por científicos británicos, suecos y portugueses que indican que ese tipo de "blindaje magnético" es posible.

¿Se podría crear una magnetosfera artificial, como en la magnetosfera terrestre real, que desvíe las partículas cargadas (protones, electrones y alfas) procedentes del viento solar y que nos llegan en forma de plasma (mezcla de partículas cargas de distinto signo)? Hace años se calculó que se necesitaría una burbuja magnética de unos 100 km de diámetro para realizar el trabajo por lo que se consideró una tarea prácticamente imposible. Extender un campo magnético a esa distancia necesitaría de unos electroimanes con una intensidad de campo de decenas o cientos de teslas de intensidad. En tierra es muy difícil obtener un campo de unos pocos teslas y consume mucha energía, razón por la cual las resonancias magnéticas nucleares que se efectúan en los hospitales son caras. Para esta tarea se suelen utilizar bobinas superconductoras refrigeradas con helio líquido. Pero carecemos de tecnología, ni siquiera en tierra, para obtener un campo magnético continuo de cientos de teslas.

Según Ruth Bamford, del Laboratorio Rutherford y líder del equipo, esos cálculos que se hicieron en el pasado eran erróneos porque asumían que el viento solar se movía como un fluido normal. Décadas de estudios sobre plasmas de fusión muestran que los plasmas tienen un comportamiento turbulento que no se ve en fluidos ordinarios. Estos investigadores creen que se podrían crear magnetosferas artificiales de menor tamaño capaces de proteger a la tripulación de una nave espacial de las partículas cargadas explotando este comportamiento turbulento. Además se haría con una tecnología ligera y económica .

Las simulaciones les hicieron ver que era posible, así que realizaron unos experimentos para comprobarlo. Inyectaron un plasma supersónico en una cámara de vacío lineal de 1,5 metros en cuyo otro estreno habían situado un imán. Gracias al uso de técnicas ópticas de visualización y a un sensor electromagnético pudieron comprobar que el espacio alrededor del imán estaba libre de las partículas del plasma.

Estos investigadores afirman que sus resultados muestran que una nave espacial podría protegerse frente a las partículas cargadas por una burbuja magnética de sólo 100 ó 200 metros de diámetro, y que esto se puede lograr con un campo de 1 tesla.

Estos investigadores esperan escalar su idea a un tamaño tal que permita comprobarla a bordo de un satélite artificial. Esperan que la tecnología necesaria esté lista justo cuando en 2020 se vuelva a viajar a la Luna. Pero Bamford añade que aunque esta tecnología finalmente funcione no protegerá al 100% a los astronautas porque éstos estarán sometidos de todos modos a los rayos cósmicos de alta energía.

Fuente: Neofronteras. Aportado por Gustavo A. Courault