RADIACIÓN. Está por todas partes, desde la lluvia radiactiva de las armas nucleares hasta las radiografías médicas. Es causa de cáncer, pero también una de las formas terapéuticas más utilizadas para combatirlo. También hay mucho de eso en el espacio, y si queremos enviar astronautas a Marte con seguridad, tendremos problemas.
Las partículas cargadas que llamamos radiación son una amenaza grave para cualquiera que viaje al espacio, bien se quede en la Estación Espacial Internacional o vaya más allá. El campo magnético de la Tierra protege a los habitantes atrapando esas partículas en los cinturones de radiación que rodean el planeta. Estas áreas espaciales, con forma de dona, se llaman cinturones de Van Allen y se extienden hasta 60,000 kilómetros desde la superficie terrestre. Una vez que los astronautas cruzan los cinturones de Van Allen —que, de sí, son un peligro porque atrapan partículas dañinas—, sus cuerpos se vuelven vulnerables.
Los exploradores del espacio profundo tienen que enfrentar dos tipos de radiación. La primera se compone de rayos cósmicos galácticos, partículas de alta energía que viajan casi a la velocidad de la luz. Esos rayos cósmicos —eminentemente protones, aunque también incluyen algunos elementos más pesados— pueden dañar el ADN humano, provocando mutaciones y modificando la transcripción genética. Cuando ocurre la transcripción genética, el ADN produce ARN, el cual lleva las instrucciones del ADN a las células del cuerpo. Si ese proceso cambia, el ARN comunica instrucciones imperfectas a las células. A mediano o largo plazo, esos errores pueden volverse mutaciones permanentes.
Parece inevitable que la humanidad viaje a Marte, así que empresas públicas y privadas están ensayando, una y otra vez, cada aspecto del viaje. Pero a menos que resuelvan el tema de la radiación, todos los preparativos serán en vano.
Los científicos del Instituto Wake Forest para Medicina Regenerativa acaban de iniciar un estudio financiado por la NASA para analizar los efectos que tendría la radiación en los astronautas de una misión a Marte. El equipo se concentrará en el sistema hematopoyético, integrado por el bazo, el timo, los nódulos linfáticos y la médula ósea. “Gracias a estudios de supervivientes de la bomba atómica, sabemos que el sistema hematopoyético es uno de los tejidos más sensibles a los efectos de la radiación”, dice Christopher Porada, uno de los principales investigadores del proyecto de la Universidad Wake Forest. A diferencia de otras formas de cáncer, la leucemia se desarrolla rápidamente, “y puede comprometer tanto la misión como la salud de los astronautas durante ese periodo de dos años”, señala Porada.
EN UNA LLAMARADA: Durante un viaje a Marte habrá monitores que alerten a los astronautas cuando ocurra un evento de radiación, como una llamarada solar, dándoles al menos treinta minutos para refugiarse. Foto: NASA/SDO/REUTERS
Los rayos cósmicos tienen una dosis de radiación baja; en viajes cortos no es un problema muy grave. “La radiación que reciben los astronautas que van a la luna es mínima”, prosigue Porada. Pero los efectos acumulativos hacen que la radiación sea una amenaza mucho más persistente y más presente durante una misión a Marte, que es más prolongada (un mínimo de dos años, viaje redondo).
Ahora, no todo son malas noticias: el equipo plantea que una dosis oral diaria de vitaminas podría proteger a los astronautas de los efectos dañinos de la radiación espacial. “Hallamos que los complementos dietéticos parecen restablecer casi 75 por ciento del potencial de las células, si los introducimos en las células antes de exponerlas a la radiación”, explica Porada. Pero las pastillas no se absorben bien por vía oral, de modo que el equipo está buscando la manera de mejorar la solubilidad.
Y si no podemos protegerlos por dentro, ¿qué hay de protegerlos por fuera? StemRad, compañía israelí con base en Tel Aviv, se especializa en equipos de protección para trabajadores nucleares y primeros respondientes. La empresa ha diseñado un chaleco que protegería a los astronautas de la radiación espacial. Los órganos —compuestos de tejidos y células madre— son especialmente vulnerables a la radiación, y el chaleco fue diseñado para defender, específicamente, esos delicados componentes orgánicos. Sin embargo, hay una condición importante para los chalecos: los astronautas deben usarlos todo el tiempo. Así que el objetivo de StemRad es confeccionar cada chaleco para brindar la máxima comodidad y flexibilidad a cada astronauta.
El 3 de marzo, la compañía anunció que su chaleco iría a bordo de la Exploration Mission-1 (EM-1), prueba no tripulada de la nueva sonda espacial Orión, de la NASA, programada para lanzamiento a fines de 2018. Dos maniquíes irán en la cápsula durante el vuelo circunlunar, pero solo uno usará el chaleco de StemRad. Al recuperarlos, la NASA hará pruebas a los maniquíes para determinar la eficacia del chaleco como protector contra la radiación (también es posible que la NASA decida enviar una tripulación humana en la EM-1, pero aún está haciendo estudios de factibilidad y no ha dicho si un humano usará el chaleco).
Por desgracia, hay un segundo tipo de radiación que la NASA debe tomar en cuenta: la solar. “Los eventos protónicos solares, o eventos de partículas solares, son partículas energéticas que despide el sol”, informa Elsayed Talaat, científico de la división de heliofísica de la NASA. Las partículas expulsadas al espacio durante acontecimientos climáticos espaciales, como las llamaradas solares, pueden tener efectos agudos a corto plazo en los astronautas, con daños en el sistema nervioso central que ocasionan deterioro de la función motora y la función cognitiva. A largo plazo, esas partículas aumentan el riesgo de cáncer.
La NASA está probando diversos métodos para proteger de la radiación solar a los astronautas que viajarán a Marte. La sonda Orión estará equipada con sensores de radiación que notificarán a la tripulación si ocurre una llamarada solar o algún otro evento de radiación, de manera que los astronautas tendrán tiempo —entre treinta minutos y unas cuantas horas— para refugiarse en la zona de carga de la nave, protegiéndose de la mayor parte de la radiación.
Pero ¿qué pasaría si los científicos pudieran predecir esas explosiones y si una es capaz de precipitar un evento de radiación? “Nuestro objetivo es predecir los efectos climáticos espaciales”, dice Talaat. “Tal es la finalidad de la física, poder predecir fenómenos”.
Es evidente que la solución para proteger a los astronautas de la radiación espacial estriba en un acto de malabarismo: exterior contra interior, predicción contra protección. No obstante cómo lo haga NASA, el problema de la radiación tiene que resolverse. De lo contrario, nos espera un largo futuro sin lugares a dónde ir.