Con Artemis II, la NASA está llevando la ciencia de vivir y trabajar en el espacio más allá de la órbita terrestre baja. Aunque este vuelo de prueba ayudará a confirmar el correcto funcionamiento de los sistemas y el hardware necesarios para la exploración humana del espacio profundo, la tripulación también servirá a la vez como científicos y sujetos de estudio voluntarios, y completará un conjunto de experimentos que permitirán a la NASA comprender mejor cómo puede cambiar la salud humana en los entornos del espacio profundo. Los resultados ayudarán a la agencia a desarrollar futuras intervenciones, protocolos y medidas preventivas para proteger mejor a los astronautas en futuras misiones a la superficie lunar y a Marte.
Las investigaciones llevadas a cabo en la misión Artemis II incluirán siete áreas de investigación principales:
Investigación de Artemis para la salud y preparación de la tripulación (ARCHeR)
La misión Artemis II de la NASA ofrece la oportunidad de explorar cómo los viajes al espacio profundo afectan el sueño, el estrés, la cognición y el trabajo en equipo, los cuales son factores clave para la salud y el desempeño de los astronautas. Aunque estos efectos están bien documentados en la órbita baja de la Tierra, nunca se han estudiado completamente durante las misiones lunares.
Los astronautas de Artemis II que aceptaron formar parte del estudio usarán dispositivos de pulsera que monitorean continuamente el movimiento y los patrones de sueño durante toda la misión. Estos datos serán utilizados para el monitoreo de la salud y las evaluaciones de seguridad en tiempo real, mientras que las evaluaciones previas y posteriores al vuelo proporcionarán información más profunda sobre la cognición, el comportamiento, la calidad del sueño y el trabajo en equipo en el entorno único del espacio profundo y la nave espacial Orion.
Los hallazgos obtenidos en el vuelo de prueba guiarán la planificación y los sistemas de apoyo a la tripulación en misiones futuras, permitiendo a la NASA optimizar la actividad humana para la próxima era de exploración en la Luna y Marte.
Biomarcadores inmunitarios
La saliva ofrece una ventana única para conocer el funcionamiento del sistema inmunitario humano en el entorno del espacio profundo. El seguimiento de los cambios en la saliva de los astronautas antes, durante y después de la misión permitirá a los investigadores estudiar de un modo sin precedentes cómo responde el cuerpo humano al espacio profundo.
Las muestras de saliva seca serán recolectadas antes, durante y después de la misión. La saliva será transferida a un papel especial en libretas pequeñas, ya que no es posible contar con el equipo necesario para conservar las muestras de saliva húmeda en el espacio, incluyendo el sistema de refrigeración, debido a las limitaciones de volumen. Para aumentar esa información, se recolectarán muestras líquidas de saliva y sangre antes y después de la misión.
Con estas muestras de saliva húmeda y seca, los científicos obtendrán información acerca de cómo los sistemas inmunitarios de los astronautas se ven afectados por el aumento del estrés debido a la radiación, el aislamiento y la distancia de la Tierra durante su vuelo al espacio profundo. También analizarán si los virus inactivos se reactivan en el espacio, como se ha visto anteriormente en la Estación Espacial Internacional con los virus que pueden causar varicela y herpes zóster.
Al combinarse con datos de otras misiones, la información obtenida mediante este estudio ayudará a los investigadores a desarrollar formas de mantener seguros y saludables a los miembros de la tripulación a medida que exploramos más lejos y viajamos por períodos más largos en misiones al espacio profundo.
Respuesta análoga virtual de tejido de un astronauta (AVATAR)
AVATAR es otro componente importante en la estrategia de la NASA para obtener una comprensión holística de cómo el entorno del espacio profundo afecta a los seres humanos. Los científicos tienen planeado utilizar la tecnología de órganos en un chip durante la misión Artemis II, y esta será la primera vez que estos dispositivos sean utilizados más allá de los cinturones de Van Allen.
Con un tamaño aproximado al de una memoria USB, los chips medirán cómo responden los astronautas individualmente a los factores estresantes del espacio profundo, incluyendo la radiación extrema y la microgravedad. Los chips de órganos contendrán células desarrolladas a partir de donaciones de sangre proporcionadas por los miembros de la tripulación previas al vuelo para crear sustitutos en miniatura, o “avatares”, de su médula ósea. La médula ósea desempeña un papel vital en el sistema inmunitario y es particularmente sensible a la radiación, por lo que los científicos seleccionaron ese tejido para el estudio.
Un objetivo clave de esta investigación es validar si los chips de órganos pueden servir como herramientas precisas para medir y predecir la respuesta humana a factores estresantes. Para evaluar esto, los científicos compararán los datos de AVATAR con los hallazgos logrados en la estación espacial, así como con muestras de la tripulación tomadas antes y después del vuelo.
AVATAR podría servir para orientar las medidas a tomar a fin de garantizar la salud de la tripulación en futuras misiones al espacio profundo, incluyendo la personalización de kits médicos para cada astronauta. Para los habitantes de la Tierra, esto podría significar avances en tratamientos individualizados para enfermedades como el cáncer.
AVATAR es una demostración del poder de la asociación entre organismos públicos y privados. Esta es una colaboración entre agencias gubernamentales y empresas espaciales comerciales: la NASA, el Centro Nacional para el Avance de las Ciencias Traslacionales —el cual forma parte de los Institutos Nacionales de la Salud—, la Autoridad para la Investigación y el Desarrollo Biomédico Avanzado y las empresas Space Tango y Emulate.
Medidas estándar de Artemis II
La tripulación también se convertirá en el primer grupo de astronautas en el espacio profundo que participará en el estudio Medidas estándar para vuelos espaciales, una investigación que desde 2018 ha estado recopilando datos de miembros de la tripulación que deseen participar, a bordo de la estación espacial y en otros lugares. Este estudio tiene como objetivo obtener una panorámica completa de los cuerpos y las mentes de los astronautas mediante la recopilación de un conjunto coherente de mediciones básicas de la respuesta fisiológica.
La tripulación proporcionará muestras biológicas de sangre, orina y saliva para evaluar su estado de nutrición, la salud cardiovascular y la función inmunitaria desde unos seis meses antes del lanzamiento. La tripulación también participará en pruebas y encuestas que evalúan el equilibrio, la función vestibular, la actividad muscular, los cambios en su microbioma, así como la salud ocular y cerebral. Mientras estén en el espacio, la recopilación de datos incluirá una evaluación de los síntomas de mareo por movimiento. Después de su regreso, se llevarán a cabo pruebas adicionales de los movimientos de la cabeza, los ojos y el cuerpo, entre otras tareas de desempeño funcional. La recopilación de datos continuará durante un mes después de su regreso.
Toda esta información estará disponible para aquellos científicos interesados en estudiar los efectos de los vuelos espaciales mediante el envío de una solicitud al Archivo de Datos de Ciencias Biológicas de la NASA. Los resultados de este trabajo podrían conducir a futuras intervenciones, tecnologías y estudios para ayudar a predecir la adaptabilidad de las tripulaciones en una misión a Marte.
Detectores de radiación dentro de Orion
Durante la misión Artemis I, la cual voló sin tripulación, se cubrió la nave Orion con 5.600 detectores de radiación pasiva y 34 detectores de radiación activa. La información recopilada garantizó a los investigadores que el diseño de Orion puede brindar protección a los miembros de la tripulación contra niveles de radiación peligrosos durante las misiones lunares. No obstante, eso no significa que los científicos no deseen obtener más información.
Al igual que con Artemis I, seis detectores de radiación activa, denominados colectivamente Evaluadores de radiación electrónicos híbridos, serán desplegados en diversos lugares dentro del módulo de tripulación de Orion. La tripulación también llevará dosímetros (medidores de dosis) en los bolsillos. Estos sensores darán advertencias de niveles de radiación peligrosos causados por fenómenos meteorológicos espaciales producidos por el Sol. Si es necesario, el control de la misión utilizará estos datos a fin de tomar decisiones para que la tripulación construya un refugio y se proteja de la exposición a la radiación causada por la meteorología espacial.
Además, la NASA se ha asociado nuevamente con la agencia espacial alemana DLR (Centro Aeroespacial Alemán) para desarrollar un modelo actualizado de su detector M-42, el M-42 EXT, para Artemis II. La nueva versión ofrece seis veces más resolución para distinguir entre diferentes tipos de energía, en comparación con la versión de Artemis I. Esto le permitirá medir con precisión la exposición a la radiación de iones pesados, los cuales se cree que son particularmente peligrosos para el riesgo de radiación. Artemis II transportará cuatro de estos monitores, que la tripulación colocará en distintos puntos alrededor de la cabina.
En conjunto, los datos de los sensores mostrarán una imagen completa de la exposición a la radiación dentro de Orion y servirán de contexto para interpretar los resultados de los experimentos ARCHeR, AVATAR, Mediciones estándar de Artemis II y Biomarcadores inmunitarios.
Campaña de observaciones lunares
La tripulación del Artemis II aprovechará su posición en el espacio para explorar la Luna desde lo alto. Los miembros de esta tripulación serán los primeros seres humanos en ver la superficie lunar de cerca desde 1972. Por ello, documentarán sus observaciones mediante fotografías y grabaciones de audio para informar a los científicos acerca de la Luna y compartir su experiencia de estar lejos de la Tierra. Es posible que la tripulación sea la primera en ver ciertas regiones del lado lejano de la Luna, aunque esto dependerá de la hora y la fecha de lanzamiento, lo que influirá en cuáles regiones de la Luna estarán iluminadas y, por lo tanto, serán visibles cuando la nave espacial haga su sobrevuelo.
Naves espaciales, como el Orbitador de Reconocimiento Lunar de la NASA, han estado estudiando y cartografiando la Luna durante décadas, pero Artemis II ofrece una oportunidad única a los seres humanos para evaluar la superficie lunar desde lo alto. La vista y el cerebro humano son muy sensibles a los cambios sutiles en el color, la textura y otras características de la superficie. Hacer que la tripulación observe la superficie lunar directamente —equipando a los astronautas con preguntas que los científicos ni siquiera sabían plantear durante las misiones Apolo— podría sentar la base para futuras investigaciones científicas acerca de la historia geológica de la Luna, el entorno lunar o los nuevos sitios de impacto.
También será la primera oportunidad para que una misión de Artemis integre operaciones científicas de control de vuelo. Desde su consola en la sala de control de vuelo en el control de la misión, un director científico consultará con un equipo de investigadores con experiencia en cráteres de impacto, vulcanismo, tectónica y hielo lunar para proporcionar análisis de datos y orientación en tiempo real a la tripulación del Artemis II que se encuentre en el espacio. Durante la misión, el equipo de expertos en la Luna estará ubicado en la Sala de Evaluación Científica del control de la misión en el Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston.
Las lecciones aprendidas durante Artemis II allanarán el camino para las operaciones científicas lunares en futuras misiones.
Los CubeSat
Varios experimentos adicionales están compartiendo el viaje al espacio a bordo de Artemis II en la forma de pequeños satélites CubeSat: estos son demostraciones de tecnología y experimentos científicos del tamaño de una caja de zapatos. Aunque sus objetivos no guardan relación con los objetivos de la misión Artemis II, pueden mejorar la comprensión del entorno espacial.
Cuatro agencias espaciales internacionales han firmado acuerdos para enviar CubeSat al espacio a bordo del cohete Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS, por sus siglas en inglés), y cada uno tiene sus propios objetivos. Todos serán liberados desde un adaptador en la etapa superior de SLS a una órbita terrestre alta, desde donde efectuarán una maniobra orbital para llegar a la órbita deseada.
- ATENEA: la Comisión Nacional de Actividades Espaciales de Argentina (CONAE) recopilará datos sobre las dosis de radiación mediante diversos métodos de blindaje, medirá el espectro de radiación alrededor de la Tierra, recopilará datos de GPS para ayudar a optimizar el diseño de misiones futuras y validará un enlace de comunicaciones de largo alcance.
- K-Rad Cube: la KASA (Administración Aeroespacial de Corea del Sur) utilizará un dosímetro hecho de material diseñado para imitar el tejido humano que medirá la radiación espacial y evaluará los efectos biológicos a diferentes altitudes en el cinturón de radiación de Van Allen.
- CubeSat de Meteorología Espacial: la Agencia Espacial Saudita medirá distintos aspectos de la meteorología espacial, incluyendo la radiación, los rayos X solares, las partículas energéticas solares y los campos magnéticos, a diferentes distancias de la Tierra.
- TACHELES: La agencia espacial alemana DLR (Centro Aeroespacial Alemán) recopilará mediciones sobre los efectos del entorno espacial en los componentes eléctricos para fundamentar el desarrollo de tecnologías para los vehículos lunares.
En conjunto, estas áreas de investigación guiarán los planes para futuras misiones de la campaña Artemis de la NASA. Mediante Artemis II, la NASA enviará astronautas a explorar la Luna para llevar a cabo descubrimientos científicos, obtener beneficios económicos y sentar las bases para las primeras misiones tripuladas a Marte.
Por Rachel H. Kraft
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