Los planes para devolver al ser humano a la Luna y enviar las primeras misiones tripuladas a Marte cada vez son más reales. Ya el próximo año, la NASA prepara un vuelo tripulado alrededor de la Luna, y un año después, el esperado alunizaje de dos astronautas en su superficie. En la agenda de la década de 2030 figura el tan ansiado viaje a Marte. Sin embargo, en el camino hacia estos ambiciosos objetivos existe un obstáculo invisible pero sumamente peligroso: los rayos cósmicos. Fuera del campo magnético terrestre, las tripulaciones quedan expuestas al bombardeo constante de partículas capaces de dañar no solo los equipos, sino también las células vivas.
En el cielo nocturno distinguimos estrellas, planetas e incluso, a veces, meteoros. Pero los rayos cósmicos permanecen fuera de nuestra vista. Son un flujo de partículas —protones, núcleos de helio, iones pesados y electrones— que viajan hacia nosotros desde las profundidades de la galaxia y desde el Sol. Su energía es tan elevada que pueden expulsar electrones de los átomos y alterar estructuras moleculares. Para los seres humanos, esto implica un riesgo de daño al ADN, proteínas y otros componentes vitales de las células, lo que con el tiempo puede causar enfermedades graves, incluido el cáncer.
Límites de protección
La Tierra nos protege eficazmente de la mayor parte de este flujo gracias a su campo magnético y su atmósfera. Pero basta con salir de esta «fortaleza» para que los rayos cósmicos se conviertan en una amenaza permanente. En el espacio abierto, los astronautas se exponen a partículas que pueden atravesar el casco de la nave y generar radiación secundaria, que incrementa aún más el peligro.
Los científicos se enfrentan al reto de comprender cómo afectan exactamente los rayos cósmicos a los organismos vivos y de encontrar maneras de minimizar los daños. La opción ideal sería enviar muestras de tejidos, organoides o animales de laboratorio directamente al espacio exterior. Sin embargo, estos experimentos son extremadamente costosos y difíciles de llevar a cabo. Por eso, la mayoría de las veces los efectos de la radiación cósmica se simulan en la Tierra mediante aceleradores de partículas. En Estados Unidos y Alemania ya funcionan instalaciones que permiten irradiar muestras secuencialmente con diferentes componentes de los rayos cósmicos. Además, en Alemania se está construyendo un nuevo complejo internacional de aceleradores que podrá reproducir energías aún mayores, similares a las del espacio real.
Limitaciones de los experimentos
Sin embargo, incluso los simuladores más avanzados no logran recrear plenamente la situación real. Por lo general, toda la dosis de radiación que recibiría un astronauta durante meses de vuelo se administra en una sola sesión. Esto sería como estudiar la lluvia usando un tsunami. En la práctica, los rayos cósmicos son una compleja mezcla de partículas que actúan simultáneamente. Los científicos proponen crear un acelerador multifacético capaz de generar varios flujos de partículas con distintas características al mismo tiempo. Por ahora, este proyecto existe solo sobre el papel.
Por ahora, hay que conformarse con lo disponible y buscar vías alternativas de protección. El método más evidente son las pantallas físicas. Los materiales ricos en hidrógeno, como el polietileno o los hidrogeles, pueden ralentizar las partículas cargadas. Ya se emplean o se planea su uso en la construcción de naves espaciales. Sin embargo, la eficacia de estas barreras es limitada: los rayos galácticos más peligrosos las atraviesan fácilmente y, en ocasiones, incluso generan radiación adicional dentro de la nave.
Soluciones biológicas
Por eso, cada vez se presta más atención a las estrategias biológicas. Una de ellas consiste en utilizar antioxidantes que protegen el ADN de los daños provocados por la radiación. En experimentos con ratones, el antioxidante sintético CDDO-EA permitió mantener las funciones cognitivas de los animales irradiados al mismo nivel que el grupo de control. Los ratones tratados con este compuesto resolvían tareas tan bien como los que no habían sido expuestos a radiación.
Otro camino es estudiar organismos que poseen una resistencia única a la radiación. Por ejemplo, durante la hibernación, algunos animales se vuelven menos sensibles a la radiación, aunque los mecanismos de este fenómeno aún no se comprenden completamente. Hay datos que indican que inducir artificialmente a los animales en un estado similar a la hibernación aumenta su resistencia a la radiación. Un caso especialmente interesante son los tardígrados: criaturas microscópicas capaces de sobrevivir en condiciones extremas, incluidas altas dosis de radiación. Aunque los astronautas no pueden ser puestos en hibernación ni deshidratados, el estudio de los mecanismos de protección de estos organismos podría ayudar a preservar la viabilidad de otros objetos biológicos, como microbios, semillas o incluso animales de compañía que se planea llevar en misiones largas.
Reservas internas
El tercer enfoque consiste en activar los propios sistemas de defensa del cuerpo. En la Tierra, la evolución ha dotado a los seres vivos de mecanismos para hacer frente al estrés, como el hambre, el calor o la radiación. Investigaciones recientes muestran que ciertas dietas o medicamentos pueden activar estos procesos incluso en condiciones espaciales, aumentando la resistencia de las células a los daños.
Es evidente que las pantallas físicas por sí solas no bastan para una protección completa de las tripulaciones. Solo la combinación de métodos biológicos, experimentos innovadores y la construcción de complejos de aceleradores especializados acercará a la humanidad a viajes interplanetarios seguros. Por ahora, según los expertos, faltan décadas para resolver el problema de la protección frente a los rayos cósmicos. Un aumento en la inversión en investigación podría acelerar este proceso y acercar el momento en que los vuelos más allá de la Tierra sean una rutina y no una hazaña.
Si no lo sabías, la NASA (National Aeronautics and Space Administration) es la principal agencia espacial de Estados Unidos, responsable de llevar a cabo misiones tripuladas y automáticas fuera de la Tierra. El programa Artemis está enfocado en el regreso del ser humano a la Luna y en la preparación para expediciones a Marte. Dentro de estos proyectos se desarrollan nuevas tecnologías para proteger a las tripulaciones de la radiación, así como investigaciones internacionales sobre protección biológica y física en el entorno del espacio profundo.
