Cómo el clima espacial podría arruinar el regreso de la NASA a la luna

NASA/Centro de Vuelo Espacial Goddard





¿La NASA realmente va a devolver humanos a la luna en 2024? Eso fue el mandato cada vez más improbable emitido a la agencia por la administración Trump . El presidente Biden aún no ha cambiado ese objetivo, aunque la mayoría de los expertos esperan que le dé a la NASA un respiro muy necesario y restablecer ese plazo para más adelante en la década .

El problema es que 2024 podría ser una opción más segura. un nuevo estudio publicado en la revista Física Solar sugiere que existe un mayor riesgo de eventos meteorológicos espaciales (tormentas de radiación y partículas solares sobrealimentadas) en la segunda mitad de la década. Esto representaría un mayor peligro para cualquier misión tripulada a la luna entre 2026 y 2029. Si la NASA se toma en serio el regreso a la luna y quiere mantener a los astronautas lo más seguros posible, puede ser prudente acelerar los esfuerzos para garantizar que suceda antes. 2026, o esperar hasta que termine la década.

El clima espacial ciertamente se pasó por alto al comienzo de la era espacial, pero se está tomando cada vez más en serio, tanto en términos de impactos terrestres como para la exploración espacial, dice Matthew Owens, físico espacial de la Universidad de Reading en el Reino Unido y líder autor del nuevo estudio. El estudio tenía la intención de observar el clima espacial extremo en general, en lugar de específicamente en relación con la exploración lunar. Solo al juntar los diversos hallazgos para tratar de hacer un pronóstico de la probabilidad de un clima espacial extremo durante el próximo ciclo de 11 años, se hicieron evidentes las implicaciones para la exploración lunar.



Sí, hay clima en el espacio. La superficie del sol entra en erupción con gas y plasma, expulsando partículas cargadas (protones, electrones e iones pesados) al resto del sistema solar a millones de millas por hora. Estas partículas pueden golpear la Tierra y la Luna en cuestión de minutos. El campo magnético de la Tierra nos protege de ellos, pero las partículas aún pueden freír la electrónica y las redes eléctricas en la superficie y dañar satélites críticos que gestionan GPS y servicios de telecomunicaciones.

El clima espacial podría ser extremadamente peligroso para cualquier astronauta que vuele a la luna o intente vivir y trabajar en un puesto lunar en la superficie. Los sistemas de soporte vital y la energía podrían apagarse, y la actividad solar podría producir niveles de radiación que amenazan la vida. Entre el Apolo 16 y el 17, dice Owens, hubo un gran evento meteorológico espacial que probablemente hubiera sido fatal si los astronautas hubieran estado en la luna en ese momento.

Cada 11 años, el campo magnético del sol cambia (los polos norte y sur intercambian lugares) y la actividad solar sube y baja. Puede pensar que es más inteligente lanzar durante el mínimo solar, pero ese no ha sido necesariamente el caso, ya que los puntos bajos de actividad solar generalmente significan que hay más exposición a los rayos cósmicos galácticos (radiación espacial que proviene del exterior del sistema solar).



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Además, el tipo de patrones del clima espacial que hemos podido predecir a lo largo del tiempo tienen que ver con eventos leves y moderados, que no representan tanto riesgo para las misiones tripuladas. Pero las tormentas solares extremas, del tipo que realmente podría devastar una misión a la luna, ocurren al azar. Muchos, como el infame evento de Carrington de 1859 , ocurrió durante una actividad solar aparentemente baja. Y estos eventos extremos son muy raros, lo que los hace difíciles de estudiar.

Para reforzar el análisis de los pocos datos disponibles, Owens y su equipo desarrollaron modelos de probabilidad de clima espacial extremo basados ​​en 150 años de registros de actividad solar. Estos modelos simularon diferentes frecuencias de tormentas extremas: uno hizo que ocurrieran al azar, otro aumentó la probabilidad de máximos solares, y así sucesivamente.

Después de miles de simulaciones, los investigadores tenían suficientes datos para determinar qué tipo de escenarios se alineaban mejor con lo que sabemos actualmente sobre cómo funciona el sol. Aprendieron que el clima espacial extremo sigue el mismo patrón general que el clima moderado: la actividad es mayor durante un máximo solar que un mínimo, y los eventos severos son más probables durante ciclos solares más fuertes que en los más débiles.



Y también hubo una pepita muy interesante exclusiva de los eventos extremos: tienden a ocurrir un poco más tarde en los ciclos solares impares que en los pares.

Acabamos de iniciar el ciclo solar 25 en diciembre de 2019. Se espera que el máximo solar ocurra en 2023-2029, por lo que debería marcar el momento más desagradable para el clima espacial. Pero debido a que este es un ciclo extraño, la probabilidad de un clima espacial extremo es mayor hacia el final de esa ventana, digamos, 2026-2029, dice Owens.

Los autores dicen que el aumento del riesgo hace que sea inseguro volar misiones a la luna durante ese período. No estamos prediciendo el momento de los eventos individuales, dice Owens. Entonces, el mejor consejo que podemos dar es sobre la probabilidad de encontrar un evento extremo. Si un lanzamiento tiene que retrasarse hasta 2026, podría ser más conveniente retrasarlo aún más, hasta 2030. De lo contrario, los planificadores de la misión deben asegurarse de que una nave espacial tenga el hardware adecuado para proteger a los astronautas de un evento extremo.



Después de todo, no es como si pudiéramos traer a los astronautas de la luna a tiempo una vez que sabemos que una mala tormenta solar está en camino. Actualmente, nuestros mejores sistemas de alerta para el clima espacial nos dan un aviso de un pocas horas a algunos días —y esos pronósticos son aún peores para predecir tormentas catastróficas.

Dan Baker, un investigador de física espacial de la Universidad de Colorado Boulder que no participó en el estudio, cree que los hallazgos se mantienen bien, y enfatiza que investigaciones como esta deben tomarse en serio y deben incluirse en la planificación [de la misión]. Pero no está completamente seguro de que el trabajo estadístico de esta investigación deba adoptarse como una recomendación para eliminar cualquier misión lunar entre 2026 y 2029.

Los eventos de tormentas solares y las partículas energéticas solares son un riesgo muy real para los astronautas fuera del envoltorio protector de la magnetosfera de la Tierra, dice. Sin embargo, creo que se pueden tomar medidas prudentes para protegerse contra los efectos de un clima espacial tan severo. Con un sistema operativo activo y efectivo de alerta y advertencia del clima espacial, creo que las amenazas pueden hacerse manejables. Los riesgos podrían ser tolerables si hubiera, por ejemplo, un sistema meteorológico espacial de alerta temprana que observara todo el sol las 24 horas del día, los 7 días de la semana, y un módulo de una nave espacial o un puesto avanzado lunar que pudiera proteger específicamente a los astronautas de tales eventos.

Aunque un evento extremo puede ser raro, podría significar la diferencia entre la vida y la muerte en una misión a la luna. Queda por ver si la NASA y otros están dispuestos a correr ese riesgo.

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