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Peligrosas Llamaradas Solares

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Peligrosas Llamaradas Solares

La mayor tormenta de protones solares en 15 años erupcionó la semana pasada. Investigadores de la NASA discuten los efectos de esta tormenta sobre una persona en la Luna.

NASA

Enero 27, 2005: La NASA regresa a la Luna —no solo robots, sino gente. En las próximas décadas podremos ver allí habitats, invernaderos y estaciones de energía. Los astronautas estarán entre el polvo lunar y los cráteres, explorando, buscando, construyendo.

astronautas en la LunaLa semana pasada, sin embargo, no había humanos caminando por la Luna.

Afortunadamente.

El 20 de enero de 2005, la mancha solar gigante llamada "NOAA 720" explotó. La onda de expansión originó una llamarada solar de clase-X, del tipo más poderoso, y lanzó una nube de mil millones de toneladas de gas electrificado (una "expulsión de masa coronal") al espacio. Los protones se aceleraron a casi la velocidad de la luz por la explosión y alcanzó el sistema Tierra-Luna unos minutos después de la llamarada —el principio de una "tormenta de protones" de días de duración.

Aquí en la Tierra, nadie resultó afectado. La atmósfera densa de nuestro planeta y el campo magnético nos protegen de los protones y de otras formas de radiación solar. De hecho, la tormenta fue beneficiosa. Cuando la expulsión de masa coronal llegó 36 horas más tarde e impactó con el campo magnético de la Tierra, los observadores del cielo en Europa vieron las auroras más brillantes y hermosas en años: Visite la Galería.

En la Luna, la historia es diferente.

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"La Luna está totalmente expuesta a las llamaradas solares", explica el físico solar David Hathaway del Centro Marshall de Vuelos Espaciales. "No tiene ni atmósfera ni campo magnético para desviar la radiación". Los protones precipitados hacia la Luna simplemente golpean el suelo —o a quienquiera que estuviese caminando en el exterior.

La tormenta del 20 de enero fue, al tenor de algunas mediciones, la mayor desde 1989. Fue particularmente rica en protones de alta velocidad, almacenando más de 100 millones de electronvoltios (100 MeV) de energía. Tales protones pueden penetrar a través de 11 centímetros de agua. Un traje espacial delgado hubiese ofrecido poca resistencia.

"Un astronauta sorprendido fuera de su nave cuando la tormenta impactó, se hubiera enfermado", dice Francis Cucinotta, oficial de salud de radiación de la NASA en el Centro Espacial Johnson. Al principio se sentiría bien, pero unos días después aparecerían síntomas de enfermedad por radiación: vómitos, fatiga, poca cantidad de hematíes. Estos síntomas podrían persistir durante días.

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Arriba: Mancha solar gigante 720 (y un avión sobrevolando) fotografiado por el astrónomo amateur Jan Koeman de Holanda el 15 de enero de 2005.

Los astronautas en la Estación Espacial Internacional (EEI), por cierto, estaban a salvo. La EEI está fuertemente blindada; además la estación orbita la Tierra dentro del protectivo campo magnético de nuestro planeta. "La tripulación probablemente no absorbió más que 1 rem", dice Cucinotta.

Un rem, abreviatura de Hombre Equivalente Roentgen, es la dosis de radiación que causa el mismo daño al tejido humano que 1 roentgen de rayos-x.  Un típico examen de diagnóstico de resonancia magnética, el que se recibiría para comprobar si se tienen tumores o no, transmite alrededor de 0,1 rem [ref]. De tal manera que para la tripulación de la EEI, la tormenta del 20 de enero fue tan solo como una visita al médico en la Tierra.

En la Luna, calcula Cucinotta, un astronauta protegido nada más que por un traje espacial, hubiese absorbido alrededor de 50 rem de radiación ionizante. Esto es suficiente para causar enfermedad de radiación. "Pero no habría sido letal", añade.

Derecha: La tormenta de protones del 20 de enero fotografiada desde el espacio por un coronógrafo a bordo del Observatorio Heliosférico y Solar (SOHO). Las numerosas marcas son protones solares alcanzando la cámara digital de la nave. [Más información (en español)]

ver leyendaPara morir, se necesitaría absorber —de manera inmediata— 300 rem o más.

La frase clave es de manera inmediata. Se pueden absorber 300 rem distribuidos sobre un número de días o semanas con poco efecto. Al distribuir la dosis, se da al cuerpo tiempo para reparar y reemplazar sus propias células dañadas. Pero si esos 300 rem vienen todos al mismo tiempo... "calculamos que el 50% de la gente expuesta moriría dentro de unos 60 días sin cuidados médicos", dice Cucinotta.

Tales dosis de llamaradas solares son posibles. Para ejemplo: la tormenta solar legendaria de agosto de 1972.

Es legendaria (en NASA) porque ocurrió durante el programa Apolo cuando los astronautas iban y venían de la Luna de manera regular. La tripulación del Apolo XVI había regresado a la Tierra en abril mientras que la tripulación del Apolo XVII se estaba preparando para un alunizaje en diciembre. Por fortuna, todos estaban de vuelta en la Tierra cuando el sol enloqueció.

"Una gran mancha solar apareció el 2 de agosto de 1972, y durante los siguientes 10 días, erupcionó una y otra vez", recuerda Hathaway. La avalancha de explosiones causó "una tormenta de protones peor que la que acabamos de experimentar", añade Cucinotta. Los investigadores la han estado estudiando desde entonces.

Cucinotta estima que un caminante lunar sorprendido en la tormenta de agosto del 1972 pudiese haber absorbido 400 rem. ¿Mortal? "No necesariamente", dice. Un viaje rápido de vuelta a la Tierra para recibir cuidados médicos pudiera haber salvado la vida del hipotético astronauta.

Abajo: Una de las llamaradas solares de agosto del 1972. Haga un clic para ver una película mpeg de 2-MB de la explosión, la cual es llamada por los físicos solares como "la llamarada solar del caballito de mar". [Más información]

ver leyendaSin duda, no va a haber ningún astronauta caminando en la Luna cuando haya una mancha solar gigante amenazando con explotar. "Van a estar dentro de su nave (o hábitat)", dice Cucinotta. El módulo de comando del Apolo con su casco de aluminio hubiese disminuido la tormenta de 1972 de 400 rem a menos de 35 rem en los órganos formadores de sangre del astronauta. Esa es la diferencia entre necesitar un transplante de medula ósea... o sólo una pastilla para el dolor de cabeza.

Las naves espaciales modernas son incluso más seguras. "Medimos el blindaje de nuestras naves en unidades de densidad de área —o gramos por centímetro cuadrado", dice Cucinotta. Números altos, que representan cascos más gruesos, son más seguros:

El casco de un módulo de comando del Apolo oscilaba de 7 a 8 g/cm2.

Un Trasbordador Espacial moderno tiene de 10 a 11 g/cm2.

El casco de la Estación Espacial Internacional, en sus partes más fuertemente blindadas, tiene 15 g/cm2.

Las bases lunares futuras tendrán refugios para tormentas hecho de polietileno y aluminio que posiblemente sobrepasen los 20 g/cm2.

Un traje espacial típico, mientras tanto, tiene solo 0.25 g/cm2, ofreciendo poca protección. "Es por esto que los astronautas deben estar dentro cuando llegue la tormenta de protones ", dice Cucinotta.

Pero la Luna llama y cuando los exploradores lleguen allí, no van a querer estar dentro. Una precaución sencilla: Igual que los exploradores en la Tierra, pueden comprobar el estado del tiempo —el tiempo meteorológico del espacio. ¿Hay alguna gran mancha solar en el Sol? ¿Cual es la probabilidad de una tormenta de protones? ¿Se aproxima una expulsión de masa coronal?

¿Está todo despejado? Es hora de salir.

Créditos y Contactos

Autor: Dr. Tony Phillips
Funcionario Responsable de NASA: John M. Horack
Editor de Producción: Dr. Tony Phillips
Curador: Bryan Walls


Relaciones con los Medios: Steve Roy Traducción al Español: Javier Martín/Carlos Román
Editor en Español: Héctor Medina
El Directorio de Ciencias del Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA patrocina el Portal de Internet de Science@NASA que incluye a Ciencia@NASA. La misión de Ciencia@NASA es ayudar al público a entender cuán emocionantes son las investigaciones que se realizan en la NASA y colaborar con los científicos en su labor de difusión.