Protegiendo a Artemisa y a los exploradores lunares de la radiación espacial


Seguridad espacial

26/08/2022
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En breve

No existe tal cosa como el mal tiempo…

los Artemisa I La misión, que se lanzará el 29 de agosto, marcará un camino significativo en el regreso de la humanidad a la Luna.

mientras haya sin pasajeros humanos A bordo de este vuelo de prueba, las futuras misiones arrojarán una vez más a los exploradores espaciales más allá de los entornos protectores de la atmósfera y el campo magnético de la Tierra y al reino de la libertad sin obstáculos. radiación espacial.

en profundidad

Los astronautas capean la tormenta

Si bien las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal de tamaño pequeño a mediano son desconcertantemente espectaculares, es poco probable que estos fenómenos por sí solos representen un gran riesgo para Artemis I o futuras misiones tripuladas a la Luna.

Una erupción solar

Los ‘eventos de partículas energéticas solares’ son los que hay que tener en cuenta. Ocurren cuando las partículas emitidas por el Sol, en su mayoría protones, pero también algunos átomos ionizados como el helio, se aceleran a velocidades casi relativistas. Son estas partículas de alta energía disparadas a través del espacio las que pueden afectar a una nave espacial y su tripulación.

Los eventos de partículas solares están asociados con erupciones solares particularmente grandes y eyecciones de masa coronal, ya que son estas erupciones las que pueden provocar ondas de choque que empujan las partículas solares a velocidades peligrosas.

Cuando se trata de las misiones Artemis, gran parte de la radiación de un evento de partículas sería bloqueada por las paredes de la cápsula espacial: Orión y su módulo de servicio europeo fueron diseñados para garantizar la fiabilidad de los sistemas esenciales durante los eventos de radiación.

Pero el evento podría interferir con las comunicaciones entre la tripulación y los equipos en la Tierra, y los astronautas podrían tener que buscar cobijo en un cobijo temporal improvisado, como sucedió en la Estación Espacial en septiembre de 2017.

Christer Fuglesang durante su segunda caminata espacial

Sin embargo, la Estación Espacial todavía estaba dentro de la protección de la ‘magnetosfera’ de la Tierra, una burbuja protectora de campo magnético que la Luna no tiene.

“Dejar la magnetosfera es como dejar un puerto seguro y aventurarse en mar abierto…” dice Melanie Heil, Coordinadora de Segmento de la ESA Oficina de Meteorología Espacial.

“La exposición a la radiación para los astronautas en la Luna puede ser un orden de magnitud mayor que en la Estación Espacial y varios órdenes de magnitud mayor que en la superficie de la Tierra. Los futuros astronautas enfrentarán mayores riesgos por los eventos de partículas solares: es muy importante que estudiemos el entorno de radiación más allá de la magnetosfera y mejoremos nuestra capacidad para predecir y prepararnos para las tormentas solares”.

Near miss: el verano del ’72

Apolo 17 Harrison Scmitt y rover

Hace exactamente 50 años, en agosto de 1972, una serie de poderosas tormentas solares que incluyeron importantes eventos de partículas solares causaron una interrupción generalizada de los satélites y los sistemas de comunicaciones terrestres en la Tierra.

Las tormentas tuvieron lugar justo en medio de las misiones lunares Apolo 16 y Apolo 17 de la NASA, con solo unos meses en cada lado. Afortunadamente, no había exploradores humanos fuera del campo magnético protector de la Tierra en ese momento. Si hubieran encontrado estas tormentas desde el interior del módulo de comando, se cree que la dosis de radiación emitida habría causado un envenenamiento agudo por radiación. Para un astronauta en una caminata espacial, podría ser letal.

“Los servicios meteorológicos espaciales fiables son una necesidad para la exploración y la ocupación a largo plazo de la Luna”, afirma Juha-Pekka Luntama, director de Meteorología Espacial de la ESA.

“Volverá a ocurrir un evento del nivel de 1972, y si no nos mantenemos alerta, es posible que tengamos astronautas en el espacio y fuera de la protección del campo magnético de la Tierra cuando suceda”.

Medición de la radiación en la Luna

Hasta ahora, nos hemos preocupado principalmente por los impactos del clima espacial en la infraestructura de la Tierra: redes eléctricas, sistemas de comunicación, satélites en órbita terrestre y astronautas en la Estación Espacial.

La Luna vista desde la Estación Espacial

ESA Red de servicios meteorológicos espaciales se extiende por toda Europa, donde los expertos procesan datos de una amplia gama de detectores de radiación a bordo de satélites en órbita y sensores en la Tierra.

Con esto, brindan información y servicios a una variedad de ‘usuarios’, desde operadores de satélites, aerolíneas y redes eléctricas hasta cazadores de auroras. La Red continuará brindando sus servicios durante el vuelo de Artemis I e informará sobre cualquier evento meteorológico espacial significativo, previsto o próximo.

Pero para la actividad humana a largo plazo en la Luna, necesitamos monitorear la entorno de radiación lunar sin rodeos.

Helga, el muñeco de radiación

La investigación de la radiación será un foco importante del vuelo de prueba de Artemis I. La cápsula de Orión llevará monitores de radiación de la NASA y ESAasí como una multitud de maniquíes y CubeSats diseñado para ayudarnos a comprender mejor el entorno de radiación en el camino a la Luna y su impacto en la salud humana.

La ESA también está trabajando en la Conjunto de sensores de radiación europeos (ERSA) proyecto: una serie de dispositivos que proporcionarán monitoreo de radiación en tiempo real a bordo del futuro tripulado portal lunar estación Espacial.

La combinación de mediciones de radiación desde el exterior y el interior de los espacios tripulados permitiría a los investigadores ver cuánta radiación se ‘fuga’ y predecir con mayor precisión el riesgo para los astronautas en la Luna cuando se detecta un evento meteorológico espacial.

Los investigadores de la ESA también están estudiando la posibilidad de incluir instrumentos de radiación en otros orbitadores lunares no tripulados, como Explorador lunar y futuro redes de satélites de telecomunicaciones lunares.

mirando hacia el futuro

Nuestra estrella puede ser impredecible y temperamental, pero cuando aparecen «regiones activas» en la superficie solar, tienden a permanecer allí desde días hasta varias semanas. Si pudiéramos monitorear estas regiones incluso antes de que giren a la vista de la Tierra, podríamos mejorar nuestros pronósticos del clima espacial alrededor de la Tierra y la Luna.

La observación temprana de regiones activas en el disco solar, desde donde brotan llamaradas y eyecciones de masa, es uno de los principales objetivos del próximo proyecto de la ESA. misión de vigilia. Con un lanzamiento previsto para 2029, Vigil se dirigirá al 5el Punto lagrangiano (L5), una posición única en el espacio que le permitirá ver el ‘lado’ del Sol antes de que gire para verse desde la Tierra.

Con Vigil, se espera que las advertencias anticipadas de eventos meteorológicos espaciales potencialmente peligrosos sean factibles varios días antes de que estén en condiciones de poner en peligro la salud de los astronautas en el espacio o la infraestructura en la Tierra y sus alrededores. Esta sería información particularmente útil para exploradores lunares vulnerables y para planificar actividades de alto riesgo como EVA.



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