El escudo más avanzado del siglo contra el cáncer cósmico: el chaleco de 26 kg que frena hasta el 60% de la radiación letal en la Luna

Un nuevo estudio revela que un chaleco protector contra la radiación podría algún día proteger a los astronautas de las peligrosas e impredecibles erupciones solares.Más de 50 años después de la última misión Apolo, el programa Artemis de la NASA busca llevar de nuevo a los humanos a la Luna. Para tener éxito, este proyecto debe proteger a los astronautas de la radiación solar, especialmente de la radiación intensa e impredecible de las tormentas solares. Recubrir una nave espacial completa con una capa suficientemente gruesa de protección contra la radiación sigue siendo poco práctico debido a las limitaciones de peso, pero envolver a los astronautas con prendas protectoras podría ser útil.En el nuevo estudio, los investigadores experimentaron con el chaleco AstroRad, diseñado por la empresa emergente israelí StemRad con el apoyo de la Agencia Espacial de Israel y el gigante aeroespacial Lockheed Martin. La prenda fue creada para proteger a los astronautas de las explosiones solares conocidas como eventos de partículas solares.“La radiación en el espacio es inevitable, y un solo evento importante de partículas solares puede contribuir sustancialmente al riesgo de cáncer inducido por radiación a lo largo de la vida de un astronauta”, declaró a Space.com Oren Milstein, coautor del estudio, director ejecutivo y cofundador de StemRad. “Al reducir significativamente esa contribución, el blindaje personal podría ser particularmente importante para futuras misiones lunares y a Marte”.En lo que respecta a la protección contra la radiación, el plomo es excelente para bloquear formas peligrosas de luz, como los rayos X y los rayos gamma. Sin embargo, es mucho menos eficaz para proteger contra las partículas peligrosas que viajan por el espacio. Por ejemplo, cuando los electrones rápidos de alta energía, conocidos como partículas beta, chocan contra átomos de plomo densos, pueden desencadenar una lluvia de rayos X más dañinos que las propias partículas beta. Y si los neutrones chocan contra los átomos de plomo, pueden desprender una lluvia de neutrones de sus núcleos, lo que agrava el impacto de la radiación.En cambio, AstroRad utiliza un plástico de alta densidad rico en hidrógeno. Entre los elementos, el hidrógeno posee la mayor densidad de electrones por átomo, lo que contribuye a crear un escudo denso que protege contra las partículas entrantes. Al mismo tiempo, los átomos de hidrógeno normalmente no tienen neutrones, por lo que, si estos impactan contra ellos, no pueden generar el tipo de peligrosas ráfagas de neutrones que pueden producirse con los átomos de plomo.Además, el plástico de AstroRad es mucho más ligero que el plomo. Esto facilita el movimiento con prendas que incorporan este plástico y resulta más práctico para misiones espaciales en las que el peso es una limitación importante.Los científicos combinaron miles de varillas hexagonales de plástico rígido, a modo de escamas, para crear una prenda flexible. En total, cada chaleco pesaba unos 26 kilogramos (57 libras).Los científicos desarrollaron un chaleco en lugar de un traje completo o un casco porque “los diferentes órganos y tejidos tienen sensibilidades muy distintas a la radiación, por lo que proteger cada parte del cuerpo por igual no es el enfoque más eficaz”, explicó a Space.com Jordan Houri, coautor del estudio y científico principal de exploración espacial en StemRad. “Además, un traje completo sería mucho más difícil de poner y de usar para moverse”.El grosor del blindaje del chaleco AstroRad se basó en la sensibilidad a la radiación de los órganos subyacentes. Esta estrategia proporciona una reducción de aproximadamente un 30 % en la dosis de radiación que recibe una persona en comparación con la distribución uniforme del mismo blindaje por todo el cuerpo, explicó Houri.Los investigadores probaron su chaleco durante la misión lunar no tripulada Artemis I de la NASA a finales de 2022, utilizando un par de maniquíes extraordinariamente complejos llamados fantasmas. Estos torsos artificiales estaban construidos con plásticos que imitaban la densidad del tejido, los huesos y los órganos humanos, y cada uno estaba equipado con más de 5600 sensores de radiación en su superficie y en su interior.Los dos maniquíes fueron diseñados para representar a mujeres adultas, ya que investigaciones previas habían demostrado que los senos y los ovarios son especialmente susceptibles al daño por radiación.“Se prevé que las mujeres tengan un mayor riesgo de padecer cáncer inducido por la radiación”, afirmó Milstein. “El blindaje específico podría ayudar a reducir esa diferencia de riesgo entre astronautas masculinos y femeninos”.Dado que los fantasmas imitaban a mujeres, se les dieron nombres femeninos: Zohar y Helga. “Helga fue aportada al experimento por el Centro Aeroespacial Alemán, y Helga es un nombre tradicional alemán”, dijo Milstein. “Zohar fue aportado por la Agencia Espacial de Israel, que seleccionó el nombre mediante una campaña de divulgación pública. Zohar es un nombre hebreo tradicional que significa “resplandor”, lo cual nos pareció particularmente apropiado".Zohar y Helga viajaron sentados en la nave espacial Orión de la NASA ; Zohar llevaba un chaleco AstroRad, mientras que Helga no. Aunque Orión no experimentó una erupción solar significativa durante su misión de 26 días a la órbita lunar y de regreso, los investigadores pudieron extrapolar la cantidad de radiación solar que podrían experimentar los astronautas basándose en lo que los maniquíes encontraron al atravesar el cinturón de radiación interior de Van Allen que rodea la Tierra.Cuando los científicos analizaron eventos de partículas solares del pasado, descubrieron que el chaleco AstroRad habría reducido significativamente la dosis de radiación que recibía una persona durante esas erupciones; por ejemplo, en casi un 60 % para un evento de partículas solares que ocurrió en agosto de 1972.“Inicialmente habíamos previsto un porcentaje cercano al 45%, así que cuando vimos el resultado, pensamos que debíamos revisarlo y encontrar el error”, dijo Houri. “Sin embargo, el análisis detallado demostró que el método de AstroRad, que consiste en proporcionar protección específica a los órganos y tejidos más sensibles a la radiación, fue incluso más eficaz de lo que habíamos previsto”.Esta reducción podría evitar a los astronautas el equivalente a hasta 193 días de exposición a la radiación en el espacio profundo. “La implicación más importante es que AstroRad podría ayudar a superar uno de los principales desafíos de salud que limitan la exploración humana de larga duración más allá de la Tierra “, dijo Milstein.Según Houri, AstroRad no es algo que los astronautas usarían de forma continua durante toda una misión. “AstroRad se desarrolló como una contramedida de emergencia para eventos de partículas solares, por lo que los astronautas solo lo usarían cuando los niveles de radiación fueran elevados, normalmente durante periodos de horas o días”, explicó.Aun así, “aunque no es algo que los astronautas deban usar durante toda una misión, diseñamos el chaleco para que sea utilizable durante muchas horas seguidas”, dijo Milstein. Durante las pruebas realizadas con los chalecos en la Estación Espacial Internacional, “varios miembros de la tripulación incluso durmieron con él puesto”.El nivel de protección contra la radiación que proporcionaba el chaleco AstroRad era similar al del refugio antitormentas a bordo de la nave espacial Orion, “permitiendo al astronauta que lo llevaba puesto salir del refugio y continuar con las tareas esenciales de la misión”, explicó Houri. “AstroRad puede utilizarse solo o junto con un refugio, pero una de sus principales ventajas es que el astronauta puede permanecer protegido mientras se desplaza por la cabina y lleva a cabo operaciones esenciales de la misión, en lugar de permanecer dentro del refugio”.Los científicos investigan ahora si es posible fabricar blindaje contra la radiación en el espacio utilizando materiales a bordo. Por ejemplo, en colaboración con la empresa aeroespacial Redwire, con sede en Florida, “ya hemos demostrado que es posible imprimir en 3D componentes de AstroRad a partir de polietileno reciclado a bordo de la Estación Espacial Internacional”, afirmó Milstein. (I)

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