miércoles, 30 de septiembre de 2009

El incremento de rayos cósmicos hará aún más difíciles las misiones de exploración

Como una nave estelar herida, los escudos naturales de nuestro sistema solar están fallando, dejando pasar un torrente de rayos cósmicos. El período de quietud del Sol ha producido niveles de radiación récord que suponen un riesgo tanto para los humanos como para las misiones robóticas. Ver artículo relacionado.

Los rayos cósmicos galácticos son partículas cargadas de alta velocidad como protones y núcleos atómicos pesados. Proceden de fuera del sistema solar, aunque todavía se debate sobre su fuente exacta.

Los habitantes de la Tierra estamos protegidos de los rayos cósmicos por el campo magnético de nuestro planeta y por su atmósfera. Pero fuera del ambiente protector de la Tierra los rayos cósmicos pueden dañar la electrónica de las sondas (pueden ser responsables de recientes fallos de la computadora de la nave Kepler de la NASA, que ha hecho un alto en su caza planetaria. Los rayos cósmicos también pueden dañar el ADN de los astronautas, y producir cáncer.

Los rayos cósmicos son contenidos por el campo magnético solar. La región del espacio que delimita su campo magnético se llama heliosfera

Ahora la influencia de los rayos cósmicos en nuestro sistema solar ha alcanzado un nivel récord. Las medidas de la nave de la NASA Advanced Composition Explorer (ACE) indican que los rayos cósmicos se han intensificado un 19% con respecto a niveles previos desde que en comenzara el vuelo espacial hace 50 años.

"La era espacial ha experimentado hasta ahora una época de actividad de rayos cósmicos relativamente baja", explica Richard Mewaldt de Caltech, y miembro del equipo de ACE. "Podemos estar retornando a niveles típicos de siglos pasados."

El campo magnético solar normalmente bloquea parte de los rayos cósmicos, evitando que entren en el sistema solar. Pero esta protección se ha debilitado últimamente. El viento solar que ayuda a proyectar el campo magnético solar hacia el espacio, ha caído a un mínimo de 50 años. Y la fuerza del campo magnético en el espacio interplanetario está por debajo de 4 nanoTesla, por debajo de los niveles normales de 6 a 8 nanoTesla.

El reciente debilitamiento de este escudo se debe a ciclos de actividad solar. El sol está en un mínimo de su ciclo de actividad magnética de 11 años, y este mínimo en particular es más profundo que cualquier otro que hayamos visto en un siglo.

Esto puede ser un signo de que el inusualmente activo Sol de los últimos 100 años esté volviendo a nivel normal histórico de baja actividad, fue entrando en el famoso gran mínimo de actividad excepcionalmente baja que alcanzó los pasados siglos.

Los científicos pueden inferir las variaciones en el campo magnético solar durante los últimos 10.000 años a partir de la abundancia de isótopos raros en núcleos de hielo extraídos en Groenlandia.

Si el incremento de rayos cósmicos permaneciese, hasta ahora, podría hacer las misiones humanas de larga duración en el espacio aún más difíciles. Los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional están todavía lo suficientemente cerca como para disfrutar la protección del campo magnético terrestre, pero cualquier misión tripulada que se envíe en el futuro hacia la Luna o más allá estará fuera de este campo.

El incremento es significativo, y podría significar que necesitemos reconsiderar los escudos de radiación que llevan los astronautas para las misiones de espacio profundo", añade Mewaldt.

Si el incremento fuera a largo plazo, tendría sentido diseñar futuras misiones robóticas con mayor robustez contra la radiación, explica Roger Hunter del Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California, que dirige la exploración planetaria de la misión Kepler.

No está claro si los problemas temporales de la computadora de Kepler se deben a impactos de rayos cósmicos. Pero la nave está diseñada para recuperarse de estos sucesos, entrando en modo seguro mientras los controladores de la misión trabajan para restaurar las actividades normales, añade Hunter.

"Nuestra única preocupación es que haya más sucesos de este tipo como resultado del incremento de los rayos cósmicos", explica Hunter desde su lanzamiento en marzo pasado, Kepler ha perdido tres días y medio de observación debido a fallos que le han puesto en modo seguro. Sin embargo, el equipo de la misión siempre tiene en cuenta que ocasionalmente se perderán algunos días debido a fallos, y considera que 12 días perdidos al año es aceptable.

Otras misiones como Herschel y Mars Reconaissance Orbiter (MRO) están atravesando problemas probablemente debido al impacto de rayos cósmicos.

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