La exploración humana de Marte ha aumentado en las últimas décadas. Además de las ocho misiones activas en o alrededor del Planeta Rojo, siete módulos de aterrizaje robóticos más, Está previsto que los rovers y orbitadores se desplieguen allí a finales de la década. Y para la década de 2030 y después, Varias agencias espaciales también planean montar misiones tripuladas a la superficie.

Además de eso, incluso hay muchos voluntarios que están preparados para hacer un viaje de ida a Marte, y personas que abogan por convertirlo en un segundo hogar. Todas estas propuestas han centrado la atención en los peligros peculiares que conlleva el envío de seres humanos a Marte. Aparte de su frio, ambiente seco, Falta de aire, y enormes tormentas de arena, también está el asunto de su radiación.

Causas:

Marte no tiene magnetosfera protectora, como lo hace la Tierra. Los científicos creen que en un momento, Marte también experimentó corrientes de convección en su núcleo, creando un efecto de dínamo que impulsaba un campo magnético planetario. Sin embargo, hace aproximadamente 4,2 mil millones de años, ya sea debido a un impacto masivo de un objeto grande, o enfriamiento rápido en su núcleo - este efecto dínamo cesó.

Como resultado, en el transcurso de los próximos 500 millones de años, La atmósfera de Marte fue arrasada lentamente por el viento solar. Entre la pérdida de su campo magnético y su atmósfera, la superficie de Marte está expuesta a niveles de radiación mucho más altos que la Tierra. Y además de la exposición regular a los rayos cósmicos y al viento solar, recibe explosiones letales ocasionales que ocurren con fuertes erupciones solares.

Investigaciones:

La nave espacial Mars Odyssey 2001 de la NASA estaba equipada con un instrumento especial llamado Experimento de Radiación Marciana (o MARIE), que fue diseñado para medir el ambiente de radiación alrededor de Marte. Dado que Marte tiene una atmósfera tan fina, La radiación detectada por Mars Odyssey sería aproximadamente la misma que en la superficie.

En el transcurso de aproximadamente 18 meses, la sonda Mars Odyssey detectó niveles de radiación en curso que son 2.5 veces más altos que los que experimentan los astronautas en la Estación Espacial Internacional:22 milirads por día, lo que equivale a 8000 milirads (8 rads) por año. La nave espacial también detectó 2 eventos de protones solares, donde los niveles de radiación alcanzaron un máximo de aproximadamente 2, 000 milirads en un día, y algunos otros eventos que llegaron a alrededor de 100 milirads.

Para comparacion, Los seres humanos en los países desarrollados están expuestos a (en promedio) 0,62 rads por año. Y aunque los estudios han demostrado que el cuerpo humano puede soportar una dosis de hasta 200 rads sin daño permanente, La exposición prolongada a los tipos de niveles detectados en Marte podría provocar todo tipo de problemas de salud, como enfermedad aguda por radiación, mayor riesgo de cáncer, daño genético, e incluso la muerte.

Y dado que la exposición a cualquier cantidad de radiación conlleva cierto grado de riesgo, La NASA y otras agencias espaciales mantienen una política estricta de ALARA (Tan bajo como razonablemente alcanzable) al planificar misiones.

Soluciones posibles:

Los exploradores humanos de Marte definitivamente necesitarán lidiar con el aumento de los niveles de radiación en la superficie. Y lo que es más, Cualquier intento de colonizar el Planeta Rojo también requerirá medidas para garantizar que se minimice la exposición a la radiación. Ya, Se han propuesto varias soluciones, tanto a corto como a largo plazo, para abordar este problema.

Por ejemplo, La NASA mantiene múltiples satélites que estudian el sol, el entorno espacial en todo el sistema solar, y monitorear los rayos cósmicos galácticos (GCR), con la esperanza de obtener una mejor comprensión de la radiación solar y cósmica. También han estado buscando formas de desarrollar un mejor blindaje para los astronautas y la electrónica.

En 2014, La NASA lanzó el Desafío de Reducción de Rayos Cósmicos Galácticos, una competencia basada en incentivos que otorgó un total de $ 12, 000 a ideas sobre cómo reducir la exposición de los astronautas a los rayos cósmicos galácticos. Después del desafío inicial en abril de 2014, un desafío de seguimiento tuvo lugar en julio que otorgó un premio de $ 30, 000 para ideas que impliquen protección activa y pasiva.

Cuando se trata de colonización y estancias prolongadas, varias ideas más se han planteado en el pasado. Por ejemplo, como explicaron Robert Zubrin y David Baker en su propuesta para una misión "Mars Direct" de baja emisión, los hábitats construidos directamente en el suelo estarían protegidos de forma natural contra la radiación. Zubrin amplió esto en su libro de 1996 The Case for Mars:The Plan to Settle the Red Planet and Why We Must.

También se han hecho propuestas para construir hábitats sobre el suelo utilizando módulos inflables revestidos de cerámica creada con suelo marciano. Similar a lo que han propuesto tanto la NASA como la ESA para un asentamiento en la Luna, este plan dependería en gran medida de los robots que utilizan la técnica de impresión 3D conocida como "sinterización", donde la arena se convierte en un material fundido mediante rayos X.

MarsOne, la organización sin fines de lucro dedicada a colonizar Marte en las próximas décadas, también tiene propuestas sobre cómo proteger a los colonos marcianos. Abordar el problema de la radiación, la organización ha propuesto construir blindaje en la nave espacial de la misión, vehículo de tránsito, y modulo habitacional. En caso de llamarada solar, donde esta protección es insuficiente, abogan por la creación de un refugio de radiación dedicado (ubicado en un tanque de agua hueco) dentro de su hábitat de tránsito de Marte.

Pero quizás la propuesta más radical para reducir la exposición de Marte a la radiación dañina implica reactivar el núcleo del planeta para restaurar su magnetosfera. Para hacer esto, necesitaríamos licuar el núcleo externo del planeta para que pueda convencerse alrededor del núcleo interno una vez más. La propia rotación del planeta comenzaría a crear un efecto dínamo, y se generaría un campo magnético.

Según Sam Factor, estudiante de posgrado del Departamento de Astronomía de la Universidad de Texas, Hay dos maneras de hacer esto. El primero sería detonar una serie de ojivas termonucleares cerca del núcleo del planeta, mientras que el segundo implica hacer correr una corriente eléctrica a través del planeta, produciendo resistencia en el núcleo que lo calentaría.

Además, un estudio de 2008 realizado por investigadores del Instituto Nacional de Ciencia de la Fusión (NIFS) en Japón abordó la posibilidad de crear un campo magnético artificial alrededor de la Tierra. Después de considerar mediciones continuas que indicaron una caída del 10% en la intensidad en los últimos 150 años, continuaron defendiendo cómo una serie de anillos superconductores que rodean el planeta podrían compensar las pérdidas futuras.

Con algunos ajustes, tal sistema podría adaptarse para Marte, creando un campo magnético artificial que podría ayudar a proteger la superficie de algunas de las radiaciones nocivas que recibe regularmente. En el caso de que los terraformadores intenten crear una atmósfera para Marte, este sistema también podría garantizar que esté protegido del viento solar.

Finalmente, un estudio realizado en 2007 por investigadores del Instituto de Mineralogía y Petrología en Suiza y la Facultad de Ciencias de la Tierra y la Vida de la Universidad de Vrije en Amsterdam logró replicar cómo se ve el núcleo de Marte. Usando una cámara de diamante, el equipo pudo replicar las condiciones de presión en los sistemas de hierro-azufre y hierro-níquel-azufre que corresponden al centro de Marte.

Lo que encontraron fue que a las temperaturas esperadas en el núcleo marciano (~ 1500 K, o 1227 ° C; 2240 ° F), el núcleo interno sería líquido, pero se produciría cierta solidificación en el núcleo externo. Esto es bastante diferente del núcleo de la Tierra, donde la solidificación del núcleo interno libera calor que mantiene el núcleo externo fundido, creando así el efecto dínamo que alimenta nuestro campo magnético.

La ausencia de un núcleo interno sólido en Marte significaría que el núcleo externo, una vez líquido, debe haber tenido una fuente de energía diferente. Naturalmente, esa fuente de calor ha fallado desde entonces, haciendo que el núcleo externo se solidifique, deteniendo así cualquier efecto dínamo. Sin embargo, su investigación también mostró que el enfriamiento planetario podría conducir a la solidificación del núcleo en el futuro, ya sea debido a los sólidos ricos en hierro que se hunden hacia el centro o los sulfuros de hierro que cristalizan en el núcleo.

En otras palabras, El núcleo de Marte podría volverse sólido algún día, que calentaría el núcleo exterior y lo fundiría. Combinado con la propia rotación del planeta, esto generaría el efecto dínamo que volvería a disparar el campo magnético del planeta. Si esto es cierto, luego, colonizar Marte y vivir allí de manera segura podría ser una simple cuestión de esperar a que el núcleo cristalice.

No hay forma de evitarlo. En el presente, ¡la radiación en la superficie de Marte es bastante peligrosa! Por lo tanto, Cualquier misión tripulada al planeta en el futuro deberá tener en cuenta el blindaje contra la radiación y las contramedidas. Y cualquier estadía prolongada allí, al menos en el futuro previsible, tendrá que construirse en el suelo, o endurecido contra los rayos solares y cósmicos.

Pero sabes lo que dicen acerca de que la necesidad es la madre de la invención, ¿Derecha? Y con luminarias como Stephen Hawking diciendo que tenemos que empezar a colonizar otros mundos para sobrevivir como especie, y personas como Elon Musk y Bas Lansdrop que buscan que esto suceda, ¡Estamos seguros de que veremos algunas soluciones muy ingeniosas en las próximas generaciones!