La radiación cósmica: Por qué no debería ser motivo de preocupación
La radiación cósmica es, como su nombre indica, radiación procedente del espacio. En este artículo estudiaremos qué es la radiación cósmica, por qué estamos protegidos de ella en la Tierra, cómo afecta a los trabajadores en determinadas profesiones y cómo puede incluso ayudar a perfeccionar la tecnología para el tratamiento del cáncer.
¿Qué son los rayos cósmicos?
Los rayos cósmicos son partículas subatómicas con una energía extremadamente elevada principalmente protones y núcleos atómicos acompañados de emisiones electromagnéticas que se desplazan por el espacio y acaban bombardeando la superficie terrestre. Viajan casi a la velocidad de la luz, que es de unos 300.000 kilómetros por segundo.
¿De dónde proceden?
Hay dos tipos de rayos cósmicos: galácticos y solares. La radiación cósmica galáctica procede de los restos de las supernovas, que son poderosas explosiones ocurridas en la etapa final de la vida de las estrellas gigantes que colapsan y se transforman en agujeros negros o se destruyen por completo. La energía emitida en estas explosiones acelera las partículas cargadas fuera de nuestro sistema solar, por lo que estas se vuelven altamente penetrantes y muy difíciles de blindar. En esencia, las supernovas actúan como enormes aceleradores naturales de partículas. La Tierra está constantemente expuesta a la radiación cósmica galáctica.
La radiación cósmica solar está constituida por partículas cargadas emitidas por el Sol, principalmente electrones, protones y núcleos de helio. Parte de esta radiación es emitida constantemente por la corona solar, por lo que los científicos le han dado el nombre de “viento solar”. El resto procede de eventos de partículas solares, es decir, explosiones repentinas y esporádicas de partículas cargadas eléctricamente acompañadas de emisiones electromagnéticas que tienen lugar cuando los campos magnéticos en la superficie del Sol se retuercen y se enredan. Al igual que una banda elástica, los campos solares pueden quebrarse y liberar repentinamente una enorme cantidad de energía, lo que podría plantear posibles problemas de salud a los astronautas en el espacio. Aunque raramente suceden, las erupciones solares atmosféricas fuertes pueden acabar interrumpiendo las radiocomunicaciones y afectando a la tecnología moderna de las comunicaciones y la navegación en la Tierra.
¿Llegan los rayos cósmicos a la Tierra?
La Tierra está protegida por un campo magnético que hace que las partículas cargadas rebotan de un polo al otro, lo que crea dos cinturones gigantescos en forma de rosquilla por los que circulan electrones y protones energéticos. La magnetosfera desvía los rayos cósmicos y nos protege de las erupciones solares atmosféricas. En ocasiones la radiación cósmica sí llega a nosotros, pero no provoca ningún daño, al igual que otros niveles bajos de radiación a los que estamos expuestos habitualmente. En promedio, las personas estamos expuestas a unos 3,5 milisieverts de radiación al año. Aproximadamente la mitad de esta radiación procede de fuentes artificiales como los rayos X, las mamografías y los escáneres de TC. La otra mitad tiene su origen en fuentes naturales y, de ella, un 10 % proviene de la radiación cósmica. Para medir el efecto de la radiación sobre la salud se utiliza el sievert; 1 sievert implica una probabilidad del 5,5 % de desarrollar en el futuro un cáncer inducido por la radiación.
“Las partículas de rayos cósmicos que consiguen penetrar la atmósfera en los polos magnéticos de la Tierra pueden originar luces aurorales coloridas y verdaderamente asombrosas”, dice Michael Hajek, Especialista en Dosimetría Externa del OIEA. Joan Feynman, astrofísica que dedicó la mayor parte de su vida al estudio de las luces aurorales, descubrió que estos fenómenos mágicos que se observan principalmente a latitudes elevadas cerca del Ártico y la Antártida son el resultado de las colisiones entre las partículas cargadas del viento solar y los componentes gaseosos de la atmósfera. El color auroral más frecuente, un verde amarillento pálido, se debe a las moléculas de oxígeno, mientras que el nitrógeno produce auroras de color azul o rojo violáceo.
¿Llegan a nosotros cuando viajamos en avión?
Sí. Aunque los pasajeros de avión están expuestos a altos niveles de radiación cósmica, especialmente a altitudes y latitudes elevadas, la radiación que reciben en un vuelo es prácticamente irrisoria. Las tripulaciones de aeronaves y los pasajeros frecuentes se ven expuestos a mayores niveles de radiación espacial debido a la frecuencia con que vuelan. La tripulación de vuelos que normalmente operan a baja altitud, como la mayoría de los aviones a hélice, difícilmente superarán una dosis anual de 1 milisievert. Sin embargo, la tripulación que atiende rutas polares de larga distancia podría exponerse a una dosis efectiva anual de hasta 6 milisieverts.
“En sus normas de seguridad, el OIEA tiene una sección específica (GSR Part 3, sección 5) en la que se exponen las opciones que tienen los Estados Miembros para reducir la exposición de las tripulaciones de aeronaves a la radiación”, explica Tony Colgan, Jefe de la Dependencia de Protección Radiológica del OIEA. La Asociación de Transporte Aéreo Internacional (IATA) controla las horas de vuelo de las tripulaciones de aeronaves y también establece límites para las dosis de radiación a las que estas pueden exponerse.
¿Y los astronautas?
Las tripulaciones de naves espaciales reciben dosis de radiación aún más elevadas. Un astronauta a bordo de una estación espacial que orbita la Tierra a 400 kilómetros de altitud está expuesto, por lo general, a una dosis superior a 0,5 milisieverts al día. En 12 días podrían recibir la misma dosis que la que reciben las tripulaciones de aeronaves en un año. Los organismos espaciales de los países han establecido límites de dosis, determinados según la profesión, para los astronautas. Se podría haber establecido una relación entre la exposición a la radiación cósmica y determinados efectos en la salud de los astronautas, como la carcinogénesis por radiación y determinadas reacciones tisulares, si bien el tamaño reducido de la muestra hace difícil cuantificar dichos efectos.
¿Podemos beneficiarnos de la radiación cósmica en la Tierra?
“Es fascinante ver cómo nuestros conocimientos sobre el daño celular inducido por niveles elevados de radiación cósmica podrían ayudar a perfeccionar la tecnología para el tratamiento del cáncer utilizando aceleradores de partículas de alta energía”, explica el Sr. Hajek. Debido a sus propiedades únicas, los haces de partículas cargadas, similares a los que se encuentran en el espacio, pueden destruir tumores muy profundos al tiempo que reducen al máximo el daño a los tejidos circundantes. “A su vez, los conocimientos obtenidos a partir de la terapia con iones nos permitirán mejorar la protección radiológica en el espacio y superar los obstáculos que enfrentamos actualmente para predecir los riesgos para la salud de los viajes espaciales de larga duración”, sostiene el Sr. Hajek [1].
La carrera por llevar una nave tripulada a Marte tiene a científicos, ingenieros y diseñadores trabajando a tope para lograr la tecnología que lo haga posible de manera segura.
Pero hay otro desafío vital para garantizar que los primeros exploradores marcianos regresen a casa sanos y salvos.
Un nuevo estudio financiado por la NASA concluyó que los astronautas que logren llegar a Marte o a otros destinos en el espacio profundo estarían expuestos de manera constante a una radiación cósmica que podría causarles daño.
Según los autores, su estudio reveló por primera vez que existe «un alarmante aumento del riesgo» para las funciones del cerebro relacionadas con los viajes al espacio profundo, incluyendo una posible visita a Marte.
«(La radiación) Puede ser el mayor obstáculo que la humanidad debe resolver para viajar más allá de la órbita de la Tierra», advierten los investigadores.
Para llegar a su conclusión, los científicos utilizaron ratones a los que sometieron a dosis de radiación similares a las que los humanos podrían experimentar en el espacio profundo.
Sus análisis revelaron que esas exposiciones causaron «serias complicaciones neurocognitivas» a los ratones.
Debido a esto, los roedores sufrieron impedimentos severos que afectan su memoria y aprendizaje. Además, adoptaron comportamientos que los investigadores describieron como «angustiosos».
Munjal Acharya, radiólogo oncólogo de la Universidad de California y autor principal del estudio, afirma que estas radiaciones «podrían dificultar que los astronautas respondan de manera efectiva a circunstancias imprevistas o situaciones estresantes», según le dijo a la cadena NBC.
La investigación de Acharya y su equipo sugiere que al menos 1 de cada 5 astronautas que viajen a Marte regresarán a la Tierra con severos déficits de sus funciones cognitivas.
En un artículo reciente, la NASA afirma que una de sus estrategias para proteger a los tripulantes de la radiación una vez abandonen la burbuja magnética de la Tierra, es permitirles que construyan «escudos temporales»en la nave.
Según explica Kerry Lee, científico de la NASA, la idea es redistribuir la masa en áreas que están poco protegidas y trasladar a la tripulación a zonas más blindadas de la nave.
Entre más masa haya entre la tripulación y la radiación, aumentan las posibilidades de que las partículas peligrosas depositen su energía antes de alcanzar a las personas.
El reto es lograr ese blindaje sin añadir más materiales a la nave, lo que la haría más pesada.
En Orión, la próxima nave que planea llegar a la luna, la NASA trabaja en un diseño para que los astronautas puedan construir escudos temporales con materiales que ya tienen a la mano, como unidades o bolsas de almacenamiento.
También trabajan en otras posibles soluciones, como chalecos y dispositivos que añaden masa, o superficies con carga eléctrica que repelen la radiación.
Orion inicialmente irá a la Luna, pero la idea es que también sirva para luego conquistar Marte, así que la información que recolecta en su misión lunar será útil para perfeccionar los planes de llegar al planeta rojo.
El viaje a Marte es mucho más largo que a la Luna, y la tripulación se verá expuesta a mucha más radiación.
Además, como indica la NASA, a diferencia de la Tierra, Marte no tiene un campo magnético para desviar la radiación.
Una de las razones por las que vamos a la Luna es para prepararnos para ir a Marte», dice Ruthan Lewis, ingeniero de la NASA.
«Hemos hecho muchas simulaciones. Ahora vamos a comenzar a pasar a la práctica» [2]
[1]https://www.iaea.org/es/newscenter/news/radiacion-cosmica-por-que-no-deberia-ser-motivo-de-preocupacion-en-ingles
[2 ]https://www.bbc.com/mundo/noticias-49518216
