La NASA ha puesto su mirada en la Luna, con el objetivo de enviar astronautas a la superficie lunar para 2026 y establecer una presencia a largo plazo para 2030. Sin embargo, la Luna no es exactamente un lugar habitable para los humanos.
Los rayos cósmicos de estrellas y galaxias distantes y las partículas de energía solar del Sol bombardean la superficie lunar. La exposición a estas partículas puede suponer un riesgo para la salud humana. Tanto los rayos cósmicos galácticos como las partículas energéticas solares son partículas de alta energía que viajan casi a la velocidad de la luz. Mientras que la radiación cósmica galáctica llega a la Luna en un flujo relativamente constante, las partículas energéticas pueden provenir del Sol en grandes ráfagas, penetrando el cuerpo humano y aumentando el riesgo de cáncer.
La Tierra tiene un campo magnético que actúa como escudo contra las partículas de alta energía provenientes del espacio. La Luna, sin embargo, no tiene campo magnético, lo que hace que su superficie sea vulnerable a este bombardeo de partículas. Durante un gran evento de partículas energéticas solares, la dosis de radiación que recibe un astronauta dentro de un traje espacial podría exceder la recibida por una persona en la Tierra en 1.000 veces, superando diez veces el límite de exposición recomendado para la vida de un astronauta.
El desafío del programa Artemisa
El programa Artemis de la NASA, que comenzó en 2017, tiene como objetivo restablecer la presencia humana en la Luna por primera vez desde 1972. Lulú Zhaode la Universidad de Michigan, describió posibles soluciones:
Mis colegas y yo en el centro CLEAR de la Universidad de Michigan, el Centro para el pronóstico SEP totalmente claro, estamos trabajando para predecir estas eyecciones de partículas del Sol. Predecir estos eventos podría ayudar a proteger a los futuros miembros de la tripulación de Artemis.
La Luna se enfrentará a niveles peligrosos de radiación en 2024, cuando el Sol se acerque al punto máximo de su ciclo solar de 11 años. Este ciclo está impulsado por el campo magnético del Sol, cuya fuerza total cambia drásticamente cada 11 años. A medida que el Sol se acerca a su máxima actividad, cada año pueden ocurrir hasta 20 grandes eventos de partículas energéticas solares. Tanto las erupciones solares, que son ráfagas repentinas de radiación electromagnética del Sol, como las eyecciones de masa coronal, que son expulsiones de grandes cantidades de materia y campos magnéticos del Sol, pueden producir partículas energéticas.
El Sol alcanzará su máximo solar en 2026, punto de lanzamiento previsto de la misión Artemis III, que llevará a una tripulación de astronautas a la superficie lunar. Aunque los investigadores pueden seguir el ciclo del Sol y predecir tendencias, es difícil adivinar cuándo exactamente ocurrirá cada evento de partículas energéticas solares y qué tan intenso será cada evento. Los futuros astronautas en la Luna necesitarán un sistema de alerta que prediga estos eventos con mayor precisión antes de que sucedan.
Predecir eventos solares
En 2023, la NASA financió un centro de excelencia en meteorología espacial de cinco años llamado CLEAR, con el objetivo de predecir la probabilidad y la intensidad de los eventos de partículas energéticas solares. Actualmente, los pronosticadores del Centro de Predicción del Clima Espacial de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, el centro que monitorea los eventos solares, no pueden emitir una advertencia para un evento entrante de partículas energéticas solares hasta que realmente detecten una llamarada solar o una eyección de masa coronal.
Estos eventos se detectan observando la atmósfera del Sol y midiendo los rayos X provenientes del Sol. Una vez que un pronosticador detecta una erupción solar o una eyección de masa coronal, las partículas de alta energía llegan a la Tierra en menos de una hora. Pero los astronautas en la superficie lunar necesitarían más tiempo para encontrar refugio.
El campo magnético solar es increíblemente complejo y puede cambiar a lo largo del ciclo solar. Si bien los científicos no comprenden completamente qué causa estos eventos solares, sí saben que el campo magnético del Sol es un desencadenante importante. En particular, están estudiando la fuerza y complejidad del campo magnético en determinadas regiones de la superficie solar, como explica Zhao:
Mi equipo en CLEAR quiere predecir las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal antes de que ocurran. En el centro CLEAR, monitorearemos el campo magnético del Sol usando mediciones de telescopios tanto en la Tierra como en el espacio, y construiremos modelos de aprendizaje automático para predecir eventos solares, con suerte con más de 24 horas de anticipación.
Con el marco de pronóstico desarrollado en CLEAR, también esperamos predecir cuándo el flujo de partículas volverá a niveles seguros. De esta forma podremos informar a los astronautas cuándo es seguro salir de su refugio y continuar su trabajo en la superficie lunar.
