¿Podrían los tubos de lava, las cuevas o los hábitats subterráneos ofrecer un refugio seguro para los futuros astronautas en Marte? Los científicos del equipo del rover Curiosity Mars de la NASA están ayudando a explorar preguntas como esa con el Detector de Evaluación de Radiación, o RAD.

A diferencia de la Tierra, Marte no tiene un campo magnético que lo proteja de las partículas de alta energía que zumban en el espacio. Esa radiación puede causar estragos en la salud humana y también puede comprometer seriamente los sistemas de soporte vital de los que dependerán los astronautas de Marte.

Según los datos del RAD de Curiosity, los investigadores están descubriendo que el uso de materiales naturales como la roca y los sedimentos en Marte podría ofrecer cierta protección contra esta radiación espacial siempre presente. En un artículo publicado este verano en JGR Planets, detallaron cómo Curiosity permaneció estacionado contra un acantilado en un lugar llamado "Murray Buttes" del 9 al 21 de septiembre de 2016.

Mientras estuvo allí, RAD midió una disminución del 4% en la radiación general. Más significativamente, el instrumento detectó una disminución del 7,5% en la radiación de partículas neutras, incluidos los neutrones que pueden penetrar rocas y son especialmente dañinos para la salud humana. Estos números son estadísticamente lo suficientemente altos como para mostrar que se debió a la ubicación de Curiosity al pie del acantilado en lugar de cambios normales en la radiación de fondo.

"Llevamos mucho tiempo esperando las condiciones adecuadas para obtener estos resultados, que son fundamentales para garantizar la precisión de nuestros modelos informáticos", dijo Bent Ehresmann, del Southwest Research Institute, autor principal del artículo reciente. "En Murray Buttes, finalmente tuvimos estas condiciones y los datos para analizar este efecto. Ahora estamos buscando otros lugares donde RAD pueda repetir este tipo de mediciones".

Un puesto de avanzada del clima espacial en Marte

La mayor parte de la radiación medida por RAD proviene de los rayos cósmicos galácticos:partículas expulsadas por la explosión de estrellas y enviadas por todo el universo. Esto forma una alfombra de "radiación de fondo" que puede representar riesgos para la salud de los humanos.

Una radiación mucho más intensa proviene esporádicamente del Sol en forma de tormentas solares que arrojan arcos masivos de gas ionizado al espacio interplanetario.

"Estas estructuras se retuercen en el espacio, a veces formando complejos tubos de flujo en forma de croissant más grandes que la Tierra, generando ondas de choque que pueden energizar partículas de manera eficiente", dijo Jingnan Guo, quien dirigió un estudio, publicado en septiembre en The Astronomy and Astrophysics Review , analizando nueve años de datos RAD mientras estaba en la Universidad Christian Albrecht de Alemania.

"Los rayos cósmicos, la radiación solar, las tormentas solares son todos componentes del clima espacial, y RAD es efectivamente un puesto avanzado de clima espacial en la superficie de Marte", dice Don Hassler del Southwest Research Institute, investigador principal del instrumento RAD.

Las tormentas solares ocurren con una frecuencia variable según los ciclos de 11 años, y ciertos ciclos tienen tormentas más frecuentes y energéticas que otros. Contrariamente a la intuición, los períodos en los que la actividad solar es máxima pueden ser los más seguros para los futuros astronautas en Marte:el aumento de la actividad solar protege al planeta rojo de los rayos cósmicos hasta en un 30 a 50 %, en comparación con los períodos en los que la actividad solar es menor. .

"Es una compensación", dijo Guo. "Estos períodos de alta intensidad reducen una fuente de radiación:la omnipresente radiación de fondo de rayos cósmicos de alta energía alrededor de Marte. Pero al mismo tiempo, los astronautas tendrán que lidiar con la radiación intermitente y más intensa de las tormentas solares".

"Las observaciones de RAD son clave para desarrollar la capacidad de predecir y medir el clima espacial, la influencia del Sol en la Tierra y otros cuerpos del sistema solar", dijo Jim Spann, líder de clima espacial de la División de Heliofísica de la NASA. "Mientras la NASA planea eventuales viajes humanos a Marte, RAD sirve como un puesto de avanzada y parte del Observatorio del Sistema de Heliofísica, una flota de 27 misiones que investiga el Sol y su influencia en el espacio, cuya investigación respalda nuestra comprensión y exploración del espacio. "

RAD ha medido el impacto de más de una docena de tormentas solares hasta la fecha (cinco mientras viajaban a Marte en 2012), aunque estos últimos nueve años han marcado un período especialmente débil de actividad solar.

Los científicos recién ahora están comenzando a ver que la actividad aumenta a medida que el Sol sale de su letargo y se vuelve más activo. De hecho, RAD observó evidencia de la primera llamarada de clase X del nuevo ciclo solar el 28 de octubre de 2021. Las llamaradas de clase X son la categoría más intensa de llamaradas solares, la mayor de las cuales puede provocar cortes de energía y apagones de comunicaciones. en la Tierra.

"Este es un momento emocionante para nosotros, porque uno de los objetivos importantes de RAD es caracterizar los extremos del clima espacial. Los eventos como las erupciones solares y las tormentas son un tipo de clima espacial que ocurre con mayor frecuencia durante el aumento de la actividad solar:el tiempo nos estamos acercando ahora", dijo Ehresmann. Se necesitan más observaciones para evaluar cuán peligrosa sería una tormenta solar realmente poderosa para los humanos en la superficie marciana.

Los hallazgos de RAD se incorporarán a un cuerpo de datos mucho más grande que se compilará para futuras misiones tripuladas. De hecho, la NASA incluso equipó a la contraparte de Curiosity, el rover Perseverance, con muestras de materiales de trajes espaciales para evaluar cómo resisten la radiación a lo largo del tiempo.