Enero 31, 2021, marcará 50 años desde el lanzamiento del Apolo 14. Esta misión histórica fue la primera en transmitir una señal de televisión en color desde la superficie de la luna y marcó el heroico regreso al espacio del primer astronauta de Estados Unidos, Alan Shepard, quien golpeó dos pelotas de golf del regolito lunar. Si bien no se puede exagerar la importancia de Apollo 14 y el programa Apollo en general, Shepard pasó apenas dos días en la superficie lunar. El récord de la presencia humana más larga en la luna, en poder de Eugene Cernan y Harrison Schmitt, es poco más de tres días. Todos los astronautas del Apolo estuvieron expuestos a altos niveles de radiación en la superficie de la luna. pero con estancias tan relativamente cortas que el riesgo se consideró aceptable.

Con el programa Artemis de la NASA con la intención de iniciar una era de habitación humana a largo plazo en la luna, La exposición prolongada a radiación intensa representa una seria amenaza para la salud y el bienestar de los futuros astronautas. Uno de los primeros pasos para mitigar los peligros es desarrollar un conjunto de datos que describan con precisión el nivel y la naturaleza de la radiación. La investigación publicada en septiembre basada en datos recopilados del experimento de dosimetría y neutrones del módulo de aterrizaje lunar a bordo del módulo de aterrizaje lunar robótico chino Chang'E 4 revela la medición a largo plazo de los niveles de radiación en la superficie lunar. Esta es la primera vez que se recopilan mediciones extendidas de los niveles de radiación en la luna y ayudará a informar el diseño y el blindaje de los futuros hábitats lunares.

Siempre ha estado claro que sería necesario un blindaje significativo contra la radiación espacial para proteger a los habitantes de la Luna a largo plazo de los efectos nocivos para la salud. Un paso importante en el diseño de tales estructuras es tener un conocimiento profundo de exactamente qué nivel de amenaza radiactiva está presente. Los datos y la investigación asociada de Chang'E 4 brindan una visión sin precedentes de la naturaleza del entorno de radiación espacial en la luna. Las lecturas de la nave espacial se pueden utilizar para determinar la tasa de dosis equivalente, una medida biológicamente ponderada de la dosis de radiación a lo largo del tiempo. Esto produce un resultado de 60 microsieverts por hora. Esto es más del doble del nivel de radiación que enfrentan los astronautas a bordo de la ISS, de cinco a diez veces más que la radiación en vuelos de larga distancia, y 200 veces mayor que la radiación presente en la superficie de la Tierra.

Hay dos fuentes primarias de radiación con las que los futuros habitantes lunares tendrán que enfrentarse. Primero, hay rayos cósmicos galácticos o GCR. Estos consisten principalmente en partículas cargadas como protones y núcleos de helio desnudos, con aproximadamente el 1% de los GCR compuestos por núcleos de elementos más pesados. Dado que el daño causado por las partículas cargadas escala con el cuadrado de la carga nuclear, estos elementos más pesados ​​pueden causar un daño desproporcionadamente alto a los tejidos humanos. Esta radiación proviene de millones de fuentes esparcidas por todo el cielo y es muy consistente en su nivel.

La segunda amenaza radiativa son los eventos de partículas solares o SPE. Como su nombre indica, estos son el resultado de eventos esporádicos en el sol, como eyecciones de masa coronal (CME) o erupciones solares. La radiación de las SPEs es mucho menos predecible que las GCR, pero puede ser tan destructiva como para causar daño tisular agudo por un solo evento o exposición.

Las SPEs no solo son un peligro para los futuros habitantes de la luna, pero también pueden afectar la vida en la Tierra. La tormenta geomagnética de 1989 y el corte de energía asociado que dejó a millones de personas en Quebec y el noreste de los Estados Unidos sin electricidad es un ejemplo particularmente notable del impacto de las erupciones solares en la humanidad. Agradecidamente, el fuerte campo magnético de la Tierra nos protege de la gran mayoría de partículas cargadas dañinas que nos llegan desde el sol. Este no es el caso de la luna, que carece de campo magnético y atmósfera, dejando a cualquiera en la superficie expuesto a toda la fuerza de la radiación espacial entrante.

Aunque los GCR no tienen los peligrosos picos de intensidad que se ven en las SPE, La exposición crónica a dicha radiación ionizante se ha relacionado con una enfermedad degenerativa del sistema nervioso central. cataratas y cáncer. La protección adecuada de ambas fuentes de radiación es fundamental para que los astronautas eviten consecuencias graves o incluso catastróficas para la salud de las expediciones lunares.

La tercera fuente de partículas subatómicas peligrosas en la superficie lunar es, asombrosamente, la luna misma. Podría ser fácil descartar la roca y el polvo esencialmente inertes de la luna como no amenazantes, pero eso sería un descuido terrible. A medida que la radiación externa de fuentes galácticas y el sol chocan con los átomos del suelo lunar, se pueden liberar neutrones y rayos gamma causando su propio daño tisular. La vida media de un neutrón libre es de poco más de 10 minutos, por lo que estas partículas inestables deben originarse a partir de reacciones nucleares en la superficie de la luna, ya que no podrían sobrevivir a los largos tiempos de viaje desde fuentes espaciales distantes.

Está claro que debe existir una protección significativa contra esta radiación para que los humanos sobrevivan en la luna. La construcción de viviendas protegidas por gruesas capas de roca lunar parece ser la solución más probable al problema de la radiación espacial en la luna. Una posibilidad particularmente convincente es la construcción de espacios habitables dentro de las cuevas lunares. Grande, antiguo, Se sabe que existen en la luna tubos de lava huecos que quedaron del vulcanismo lunar hace miles de millones de años, algunos con aberturas a la superficie que se asemejan a los cenotes de México. Gracias en parte a la investigación de Chang'E 4, podemos encontrar las exploraciones humanas más avanzadas de la historia refugiándose en cuevas en otro mundo, de la misma manera que nuestros antepasados ​​se refugiaron en cuevas terrestres hace miles de años.