Ciencia: un chaleco probado por la NASA podría reducir hasta un 60% la radiación durante tormentas solares

Un chaleco diseñado para proteger a los astronautas podría reducir hasta un 60% la exposición a la radiación durante una tormenta solar extrema, según un estudio basado en los datos obtenidos durante la misión Artemis I de la NASA. La investigación, publicada en la revista científica Science Advances, analiza el potencial de la prenda AstroRad como una protección adicional para futuras misiones prolongadas a la Luna y, eventualmente, a Marte. El resultado es especialmente relevante porque, cuanto más lejos se encuentra una nave de la Tierra y más tiempo permanece en el espacio, mayor es la exposición de sus tripulantes a partículas energéticas provenientes del Sol.

La evaluación se realizó con dos maniquíes de tamaño real llamados Zohar y Helga, que viajaron alrededor de la Luna a bordo de la cápsula Orion durante Artemis I en 2022. Ambos estaban equipados con miles de sensores destinados a registrar los niveles de radiación recibidos durante el trayecto. La diferencia fundamental fue que Zohar utilizó el chaleco AstroRad durante toda la misión, mientras Helga permaneció sin esa protección, lo que permitió establecer una comparación directa entre ambas exposiciones.

El chaleco no está diseñado para ser utilizado permanentemente. Su función sería actuar como una barrera adicional durante episodios de radiación especialmente intensa, cuando una tormenta solar puede incrementar rápidamente la cantidad de partículas energéticas que alcanzan a los astronautas. Su estructura está pensada para proteger principalmente órganos y tejidos considerados particularmente vulnerables, entre ellos los pulmones, el estómago, la médula ósea, las mamas y los ovarios.

Uno de los datos más importantes surgió al utilizar las mediciones de Artemis I para reconstruir escenarios correspondientes a grandes tormentas solares registradas en el pasado. La misión no atravesó un evento solar extremo, pero los científicos utilizaron los registros obtenidos durante el paso de Orion por los cinturones de radiación de Van Allen para calcular qué habría ocurrido ante fenómenos similares a los de 1972 y 1989.

Los resultados fueron significativos. En una tormenta comparable a la de 1972, considerada uno de los eventos solares más intensos registrados durante la era espacial, el AstroRad podría haber reducido aproximadamente un 60% la dosis de radiación recibida. Frente a un escenario semejante al de 1989, la reducción estimada se acercaría al 40%.

Las cifras adquieren importancia porque una exposición elevada a radiación espacial puede producir efectos graves sobre la salud humana, especialmente cuando se acumula durante períodos prolongados. Entre los riesgos se encuentra un mayor desarrollo de determinados tipos de cáncer, además de posibles daños celulares y otros efectos biológicos que todavía son objeto de investigación.

El problema será cada vez más importante a medida que cambien los objetivos de la exploración espacial. Las misiones del programa Apolo permanecieron relativamente poco tiempo en la Luna, pero los planes actuales contemplan estadías de semanas o incluso meses en instalaciones lunares. Una misión tripulada a Marte implicaría un desafío todavía mayor, debido a que los astronautas permanecerían fuera de la protección magnética de la Tierra durante períodos mucho más extensos.

La atmósfera terrestre y el campo magnético del planeta funcionan como un escudo natural frente a buena parte de la radiación espacial. Cuando una nave abandona ese entorno protector, los astronautas quedan mucho más expuestos a partículas provenientes del Sol y de otras fuentes cósmicas.

Las tormentas solares representan uno de los riesgos más difíciles de controlar porque pueden intensificarse rápidamente. Durante una erupción importante, el Sol puede expulsar grandes cantidades de partículas cargadas que atraviesan el espacio y alcanzan las regiones donde se encuentran las naves.

En una misión lunar, una tormenta de gran magnitud podría obligar a los astronautas a refugiarse dentro de zonas especialmente protegidas de la nave o de una futura base. Un chaleco portátil permitiría sumar protección individual sin depender exclusivamente de un refugio específico.

La investigación también plantea una ventaja operativa: el astronauta podría ponerse el chaleco cuando los sistemas de vigilancia detectaran un incremento significativo de la actividad solar y retirarlo cuando el riesgo disminuyera. Esto evitaría cargar permanentemente con una protección pesada que no resulta necesaria durante condiciones normales.

El AstroRad utilizado durante Artemis I pesaba aproximadamente 26 kilogramos, una cifra considerable para una prenda que debería formar parte del equipamiento de una tripulación. Por eso, uno de los objetivos actuales consiste en reducir su peso sin perder capacidad de protección.

Los investigadores también estudian alternativas para fabricar elementos de protección utilizando materiales que ya estén disponibles dentro de una nave espacial. Esta estrategia permitiría reducir la cantidad de equipamiento que una misión debe transportar desde la Tierra y podría ser especialmente útil en viajes de larga duración.

La investigación fue realizada por científicos de Estados Unidos, Alemania e Israel, con financiación de la NASA, el Centro Aeroespacial Alemán y la Agencia Espacial de Israel. El trabajo representa una de las evaluaciones más completas realizadas hasta ahora sobre protección portátil contra radiación fuera de la órbita terrestre baja.

El estudio no significa que el chaleco ya esté listo para ser utilizado de manera rutinaria por astronautas. Los resultados obtenidos son particularmente valiosos porque proceden de datos reales de una misión espacial, pero las estimaciones para las tormentas de 1972 y 1989 corresponden a simulaciones basadas en esos registros, no a una exposición directa de los maniquíes a esos acontecimientos.

Esa diferencia es importante. Artemis I no experimentó una tormenta solar extrema durante su recorrido alrededor de la Luna. Los científicos utilizaron los datos recopilados durante la misión para calcular cómo habría funcionado el chaleco en escenarios históricos de mayor intensidad.

La misión permitió, además, obtener información excepcional sobre el comportamiento de la radiación durante un viaje más allá de la órbita terrestre baja. Los sensores instalados en Zohar y Helga registraron con gran detalle las condiciones a las que estaría expuesto un cuerpo humano durante una misión lunar.

El hecho de que Helga viajara sin chaleco y Zohar con protección permitió construir una comparación especialmente útil. En lugar de depender únicamente de modelos informáticos, los investigadores pudieron estudiar mediciones obtenidas durante un vuelo espacial real.

La experiencia también demuestra que la protección contra la radiación no tendrá una única solución. Los astronautas necesitarán probablemente una combinación de materiales estructurales, refugios, planificación de las actividades extravehiculares, sistemas de alerta y elementos portátiles como el AstroRad.

El momento de una tormenta será determinante. Si una tripulación se encuentra trabajando en la superficie lunar cuando se produce una alerta, la capacidad de regresar rápidamente a un refugio puede marcar una diferencia considerable. En ese escenario, disponer de protección portátil podría ofrecer un margen adicional mientras los astronautas buscan una zona segura.

Para una futura misión a Marte, el problema será todavía más complejo. La distancia y la duración del viaje harán imposible depender exclusivamente de la protección que ofrece una nave terrestre convencional, por lo que los sistemas de blindaje tendrán que ser integrados desde el diseño inicial de la misión.

La investigación abre también una línea relacionada con el diseño de futuras bases lunares. Los materiales utilizados en las paredes, los depósitos de agua, los equipos y otros elementos de una instalación podrían contribuir a formar zonas de protección contra las partículas solares.

En ese sentido, el chaleco no debe interpretarse como una solución única, sino como parte de una estrategia más amplia para reducir la exposición.

Los científicos continúan trabajando para mejorar el diseño y hacerlo más liviano. El desafío consiste en conseguir la mayor protección posible sin convertir el chaleco en una carga excesiva para los astronautas, que ya deberán transportar equipamiento para desplazarse, comunicarse, realizar experimentos y trabajar en condiciones de baja gravedad.

La experiencia de Artemis I ofrece una ventaja adicional: los investigadores ya cuentan con datos obtenidos en un entorno real. Eso permite ajustar los modelos y evaluar con mayor precisión qué zonas del cuerpo reciben mayores dosis de radiación y qué materiales pueden ofrecer una protección eficaz.

El avance llega en un momento en que la exploración lunar vuelve a ocupar un lugar central en los programas espaciales internacionales. La NASA pretende ampliar la presencia humana alrededor y sobre la Luna, mientras distintos países y empresas desarrollan tecnologías destinadas a futuras misiones de larga duración.

La radiación es uno de los principales obstáculos para convertir esas misiones en una presencia humana sostenida fuera de la Tierra. A diferencia de otros problemas técnicos, no puede solucionarse simplemente reduciendo la duración de una caminata espacial cuando se trata de viajes que pueden extenderse durante meses.

Por eso, cualquier tecnología capaz de disminuir la exposición puede adquirir un valor estratégico.

El estudio del AstroRad muestra que la solución puede encontrarse incluso en un elemento relativamente sencillo: una prenda diseñada específicamente para proteger las partes más sensibles del cuerpo durante los momentos de mayor riesgo.

Todavía quedan desafíos relacionados con el peso, el diseño, la fabricación y la integración del chaleco en las futuras misiones. Pero los resultados obtenidos durante Artemis I ofrecen una evidencia concreta de que la protección portátil puede convertirse en una herramienta importante para la exploración humana del espacio profundo.

La diferencia entre una reducción del 40% y una reducción del 60% de la exposición puede ser decisiva cuando se acumula durante una misión prolongada. En el espacio profundo, donde no existe la posibilidad de regresar rápidamente a la Tierra, cada medida de protección adquiere una importancia mucho mayor.

El chaleco AstroRad no elimina el peligro de la radiación espacial, pero podría reducirlo considerablemente durante los episodios más extremos. Los datos de Artemis I permiten ahora avanzar desde las pruebas de laboratorio hacia modelos basados en condiciones reales de vuelo, un paso importante para preparar las futuras misiones lunares. Si el diseño continúa mejorando y logra reducir su peso, podría convertirse en una pieza habitual del equipamiento de los astronautas que algún día deban permanecer durante semanas o meses lejos de la protección natural de la Tierra.