¿Qué tan peligrosa es la radiación cósmica para los humanos?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

La tierra es una cuna única de todos los seres vivos. Protegidos por su atmósfera y campo magnético, no podemos pensar en amenazas de radiación, excepto en las que creamos con nuestras propias manos. Sin embargo, todos los proyectos de exploración espacial, cercanos y lejanos, se topan invariablemente con el problema de la seguridad radiológica. El espacio es hostil a la vida. No nos esperan allí.

La órbita de la Estación Espacial Internacional se ha elevado varias veces y ahora su altura supera los 400 km. Esto se hizo para alejar el laboratorio de vuelo de las densas capas de la atmósfera, donde las moléculas de gas todavía ralentizan notablemente el vuelo y la estación está perdiendo altitud. Para no corregir la órbita con demasiada frecuencia, sería bueno elevar la estación aún más alto, pero esto no se puede hacer. El cinturón de radiación inferior (de protones) comienza a unos 500 km de la Tierra. Un vuelo largo dentro de cualquiera de los cinturones de radiación (y hay dos) será desastroso para las tripulaciones.

Cosmonauta liquidador

Sin embargo, no se puede decir que no exista ningún problema de seguridad radiológica a la altitud a la que vuela actualmente la ISS. En primer lugar, en el Atlántico sur hay una anomalía magnética denominada brasileña o del Atlántico sur. Aquí, el campo magnético de la Tierra parece hundirse y, con él, el cinturón de radiación inferior resulta estar más cerca de la superficie. Y la ISS todavía lo toca, volando en esta área.

En segundo lugar, el hombre en el espacio está amenazado por la radiación galáctica, una corriente de partículas cargadas que se precipitan desde todas las direcciones y a una velocidad tremenda, generadas por explosiones de supernovas o por la actividad de púlsares, quásares y otros cuerpos estelares anómalos. Algunas de estas partículas son retenidas por el campo magnético de la Tierra (que es uno de los factores en la formación de cinturones de radiación), mientras que la otra parte pierde energía en colisiones con moléculas de gas en la atmósfera.

Algo llega a la superficie de la Tierra, por lo que un pequeño fondo radiactivo está presente en nuestro planeta absolutamente en todas partes. En promedio, una persona que vive en la Tierra que no se ocupa de fuentes de radiación recibe una dosis de 1 milisievert (mSv) al año. Un astronauta en la ISS gana entre 0,5 y 0,7 mSv. ¡A diario!

Cinturones de radiación

Los cinturones de radiación de la Tierra son regiones de la magnetosfera en las que se acumulan partículas cargadas de alta energía. El cinturón interior está formado principalmente por protones, el exterior está formado por electrones. En 2012, el satélite de la NASA descubrió otro cinturón, que se encuentra entre los dos conocidos.

“Se puede hacer una comparación interesante”, dice Vyacheslav Shurshakov, jefe del departamento de seguridad radiológica de los cosmonautas en el Instituto de Problemas Biomédicos de la Academia de Ciencias de Rusia, candidato de Ciencias Físicas y Matemáticas. - Se considera que la dosis anual permitida para un empleado de una planta de energía nuclear es de 20 mSv, 20 veces más de lo que recibe una persona común. Para los especialistas en respuesta a emergencias, estas personas especialmente capacitadas, la dosis anual máxima es de 200 mSv. Esto ya es 200 veces más que la dosis habitual y … prácticamente la misma cantidad que obtiene un astronauta que ha trabajado en la EEI durante un año.

Actualmente, la medicina tiene establecido un límite máximo de dosis, que no se puede superar durante la vida de una persona para evitar problemas graves de salud. Esto es 1000 mSv o 1 Sv. Por lo tanto, incluso un empleado de la central nuclear con sus estándares puede trabajar en silencio durante cincuenta años sin preocuparse por nada.

El astronauta, en cambio, agotará su límite en apenas cinco años. Pero, incluso después de haber volado durante cuatro años y haber obtenido sus 800 mSv legales, difícilmente se le permitirá realizar un nuevo vuelo de un año de duración, porque habrá una amenaza de sobrepasar el límite.

“Otro factor de riesgo de radiación en el espacio, - explica Vyacheslav Shurshakov, - es la actividad del Sol, especialmente las llamadas emisiones de protones. En el momento de una eyección, en poco tiempo, un astronauta en la ISS puede recibir 30 mSv adicionales. Es bueno que los eventos de protones solares rara vez ocurren, 1 o 2 veces en un ciclo de actividad solar de 11 años. Es malo que estos procesos ocurran estocásticamente, en un orden aleatorio, y sean difíciles de predecir.

No recuerdo tal que nuestra ciencia nos hubiera advertido de antemano sobre el lanzamiento inminente. Usualmente este no es el caso. Los dosímetros en la EEI muestran de repente un aumento en el fondo, llamamos a especialistas en el Sol y recibimos la confirmación: sí, hay una actividad anómala de nuestra estrella. Es debido a eventos de protones solares tan repentinos que nunca sabemos exactamente qué dosis traerá el astronauta del vuelo.

Partículas locas

Los problemas de radiación para las tripulaciones que viajan a Marte comenzarán ya en la Tierra. Un barco que pese 100 toneladas o más tendrá que ser acelerado durante mucho tiempo en órbita terrestre baja, y parte de esta trayectoria pasará por el interior de los cinturones de radiación. Ya no son horas, sino días y semanas. Además, yendo más allá de la magnetosfera y la radiación galáctica en su forma original, muchas partículas cargadas pesadas, cuyo impacto bajo el "paraguas" del campo magnético de la Tierra se siente poco.

“El problema es”, dice Vyacheslav Shurshakov, “que el efecto de las partículas en los órganos críticos del cuerpo humano (por ejemplo, el sistema nervioso) se ha estudiado poco en la actualidad. Quizás la radiación hará que el astronauta pierda la memoria, provoque reacciones de comportamiento anormales y agresión. Y es muy probable que estos efectos no estén relacionados con la dosis. Hasta que no se hayan acumulado suficientes datos sobre la existencia de organismos vivos fuera del campo magnético de la Tierra, es muy arriesgado realizar largas expediciones espaciales.

Cuando los expertos en seguridad radiológica sugieren que los diseñadores de naves espaciales aumentan la bioseguridad, responden a una pregunta aparentemente bastante racional: “¿Cuál es el problema? ¿Alguno de los cosmonautas murió de enfermedad por radiación? Desafortunadamente, las dosis de radiación recibidas a bordo ni siquiera de las naves espaciales del futuro, sino de la ISS habitual, aunque se ajustan a los estándares, no son en absoluto inofensivas.

Por alguna razón, los cosmonautas soviéticos nunca se quejaron de su vista; aparentemente, temían por sus carreras, pero los datos estadounidenses muestran claramente que la radiación cósmica aumenta el riesgo de cataratas y opacidades del cristalino. Los análisis de sangre de los astronautas muestran un aumento de las aberraciones cromosómicas en los linfocitos después de cada vuelo espacial, lo que se considera un marcador tumoral en medicina. En general, se concluyó que recibir una dosis permitida de 1 Sv durante la vida acorta la vida en un promedio de tres años.

Riesgos lunares

Uno de los argumentos "fuertes" de los partidarios de la "conspiración lunar" es la afirmación de que cruzar los cinturones de radiación y estar en la luna, donde no hay campo magnético, provocaría la muerte inevitable de los astronautas por enfermedad por radiación. Los astronautas estadounidenses realmente tuvieron que cruzar los cinturones de radiación de la Tierra: protones y electrónicos. Pero esto sucedió solo por unas pocas horas, y las dosis recibidas por las tripulaciones del Apolo durante las misiones resultaron ser significativas, pero comparables a las recibidas por los veteranos de la ISS. “Por supuesto, los estadounidenses tuvieron suerte”, dice Vyacheslav Shurshakov, “después de todo, no ocurrió ni un solo evento de protones solares durante sus vuelos. Si esto sucediera, los astronautas recibirían dosis subletales, no 30 mSv, sino 3 Sv.

¡Mójate las toallas

“Nosotros, especialistas en el campo de la seguridad radiológica”, dice Vyacheslav Shurshakov, “insistimos en que se refuerce la protección de las tripulaciones. Por ejemplo, en la ISS, los más vulnerables son las cabinas de los cosmonautas, donde descansan. Allí no hay masa adicional, y solo una pared de metal de varios milímetros de espesor separa a una persona del espacio exterior. Si reducimos esta barrera al equivalente de agua aceptado en radiología, es solo 1 cm de agua.

A modo de comparación: la atmósfera de la Tierra, bajo la cual nos escondemos de la radiación, equivale a 10 m de agua. Recientemente propusimos proteger las cabinas de los astronautas con una capa adicional de toallas y servilletas empapadas en agua, lo que reduciría en gran medida los efectos de la radiación. Se están desarrollando medicamentos para proteger contra la radiación, aunque todavía no se utilizan en la EEI.

Quizás, en el futuro, utilizando los métodos de la medicina y la ingeniería genética, podamos mejorar el cuerpo humano para que sus órganos críticos sean más resistentes a los factores de radiación. Pero en cualquier caso, sin la atención de la ciencia a este problema, uno puede olvidarse de los vuelos espaciales de larga distancia.