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Espacio

Cómo el mal tiempo del espacio puede arruinar el regreso a la Luna

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Un nuevo estudio sugiere que la actividad solar extrema hace peligroso el lanzamiento de las misiones espaciales previstas para finales de esta década. Con la capacidad actual para detectar una tormenta solar, no podríamos traer a tiempo a los astronautas que se encontraran en el satélite

  • por Neel V. Patel | traducido por Ana Milutinovic
  • 28 Mayo, 2021

¿La NASA volverá a enviar a sus astronautas a la Luna en 2024? Esa fue la orden cada vez más improbable que la administración de Trump emitió a la agencia. El presidente Biden aún no ha cambiado ese objetivo, aunque la mayoría de los expertos espera que le dé al organismo el respiro que tanto necesita y restablezca ese plazo para más tarde en esta década.

El problema es que lanzarlo en 2024 podría ser una opción más segura. Un nuevo estudio publicado en la revista Solar Physics sugiere que en la segunda mitad de la década existe un mayor riesgo de fenómenos meteorológicos espaciales (tormentas de radiación y partículas solares sobrecargadas). Esto plantearía un mayor peligro para cualquier misión tripulada hacia la Luna entre 2026 y 2029. Si la NASA se toma en serio el regreso al satélite y quiere mantener a los astronautas lo más seguros posible, podría ser prudente acelerar los esfuerzos para asegurarse de que esto suceda antes de 2026, o esperar a que termine esta década.

"El clima espacial se ignoraba al inicio de la era espacial, pero se toma cada vez más en serio, tanto en términos de impactos terrestres como para la exploración espacial", afirma el físico espacial de la Universidad de Reading en Reino Unido y el autor principal del nuevo estudio, Matthew Owens. "Este estudio tenía la intención de analizar el clima espacial extremo en general, más que hacerlo específicamente en relación con la exploración lunar. Las implicaciones para esta se hicieron evidentes al juntar diversos hallazgos, con el fin de intentar crear un pronóstico de la probabilidad del clima espacial extremo durante el próximo ciclo de 11 años".

Sí, existe el mal tiempo en el espacio. La superficie del Sol entra en erupción con gas y plasma, y expulsa partículas cargadas (protones, electrones e iones pesados) al resto del sistema solar a millones de kilómetros por hora. Estas partículas pueden chocar contra la Tierra y contra la Luna en cuestión de minutos. El campo magnético de la Tierra nos protege de ellas, pero las partículas aún pueden quemar la electrónica y las redes eléctricas en la superficie y dañar los satélites críticos que gestionan los servicios de telecomunicaciones y el GPS.

El clima espacial podría ser muy peligroso para un astronauta que vuele a la Luna o intente vivir y trabajar en un puesto avanzado lunar en la superficie. Podrían apagarse los sistemas de soporte vital y la energía, y la actividad solar producir niveles de radiación potencialmente mortales. "Entre el Apolo 16 y el 17, hubo un gran evento meteorológico espacial que probablemente habría sido fatal si los astronautas hubieran estado en la Luna en ese momento", recuerda Owens.

Cada 11 años, el campo magnético del Sol cambia (los polos norte y sur intercambian lugares), y la actividad solar aumenta y disminuye. Tal vez parezca que es más prudente un lanzamiento durante el mínimo solar, pero ese no ha sido necesariamente el caso, ya que los puntos bajos de actividad solar generalmente significan que hay más exposición a los rayos cósmicos galácticos (la radiación espacial que proviene del exterior del sistema solar).

Además, el tipo de patrones del clima espacial que hemos podido predecir con el tiempo tiene que ver con los eventos leves y moderados, que no representan tanto riesgo para las misiones tripuladas. Pero las tormentas solares extremas, que podrían devastar una misión a la Luna, ocurren de repente. Muchas, como el infame evento Carrington de 1859, ocurrieron durante una actividad solar aparentemente baja. Y estos eventos extremos son muy raros, lo que dificulta su estudio.

Para reforzar el análisis de los pocos datos disponibles, Owens y su equipo desarrollaron modelos de probabilidad del clima espacial extremo basados en 150 años de registros de actividad solar. Estos modelos simulaban diferentes frecuencias de las tormentas extremas: uno al azar, otro aumentaba la probabilidad en la máxima actividad solar, y así sucesivamente.

Después de miles de simulaciones, los investigadores tenían suficientes datos para determinar qué tipo de escenarios se alineaban mejor con lo que sabemos actualmente sobre cómo funciona el Sol. Se dieron cuenta de que el clima espacial extremo sigue el mismo patrón general que el clima moderado: la actividad es mayor durante el máximo solar que durante el mínimo, y los eventos severos son más probables durante los ciclos solares más fuertes que durante los más débiles. 

Y también había algo muy interesante y único de los eventos extremos: tienden a ocurrir un poco más tarde en los ciclos solares impares que en los pares.

En diciembre de 2019 entramos en el ciclo solar 25. En general, se espera que el máximo solar ocurra en 2023-2029, y eso debería marcar el peor momento para el clima espacial. Owens explica: "Como este es un ciclo extraño, la probabilidad del clima espacial extremo es más alta hacia el final de este período; digamos, entre 2026-2029".

Los autores creen que ese mayor riesgo hace que sea inseguro lanzar misiones a la Luna durante ese período. El físico resalta: "No estamos prediciendo el momento de algunos eventos individuales, así que el mejor consejo que podemos dar es sobre la probabilidad de encontrarnos con un evento extremo". Si el lanzamiento se tiene que aplazar hasta 2026, podría ser más deseable retrasarlo aún más, hasta 2030. De lo contrario, los planificadores de la misión deben asegurarse de que la nave espacial tenga el hardware adecuado para proteger a los astronautas de un evento extremo

La verdad es que no podríamos traer de vuelta a los astronautas desde la Luna a tiempo en cuanto descubramos que se avecina una tormenta solar. Actualmente, nuestros mejores sistemas de alerta para el clima espacial nos dan un aviso de unas pocas horas a unos pocos días, y esos pronósticos son aún peores para predecir las tormentas catastróficas. 

El investigador de física espacial de la Universidad de Colorado Boulder (EE. UU.) Dan Baker considera este estudio bien fundamentado y subraya que las investigaciones como esta "deben tomarse en serio e incluirse en la planificación [de la misión]". Pero no está completamente seguro de que el trabajo estadístico de esta investigación deba adoptarse como una recomendación para eliminar cualquier misión lunar entre 2026 y 2029.

"Los eventos de tormentas solares y las partículas energéticas solares son un riesgo muy real para los astronautas fuera de la envoltura protectora de la magnetosfera de la Tierra", afirma. "Sin embargo, creo que se pueden tomar medidas prudentes para protegerse contra los efectos de un clima espacial tan severo. Con un sistema operativo activo y eficaz de alerta y avisos meteorológicos espaciales, creo que las amenazas pueden ser manejables". Los riesgos podrían ser tolerables si hubiera, por ejemplo, un sistema meteorológico espacial de alerta temprana que observara todo el Sol completo las 24 horas del día, los 7 días de la semana, y un módulo de una nave espacial o puesto lunar que protegiera específicamente a los astronautas de tales eventos.

Aunque un evento extremo puede ser raro, significaría la diferencia entre la vida y la muerte en una misión a la Luna. Queda por ver si la NASA y otros están dispuestos a correr ese riesgo.

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