Rayos cósmicos y blindaje espacial para Perico Luque.

Resumen-comentario del artículo de “Investigación y Ciencia” de mayo de 2006.

Me desperezaba esta tarde ante una gratificante carrera en la que un autobús azul con pegatinas de Telefónica impedía avanzar (momentáneamente) al más brioso de los caballos de la Fórmula 1, cuando mis ojos se han posado en la Investigación y Ciencia de este mes. Cuando por fin ha terminado la justa, y ha quedado cada escudería en su sitio, y cada piloto de igual manera, he decidido ojear la revistita que tan gratos momentos me otorga.

Un artículo sobre los blindajes espaciales me ha llamado la atención. Es tal la carencia de ciencia-ficción que me rodea, que, desesperado, me he lanzado con avidez sobre el texto, amparándome en la ciencia sin ficción. Sin embargo, ha sido una lectura desalentadora, porque ha frustrado mis sueños de conocer a un marciano (aunque sea un gusano o una bacteria marciana). Y todo por culpa de los RAYOS CÓSMICOS (bonito nombre para lo traicioneros que son).

Supongo que la mayoría sabéis lo que son, pero por si alguno se queda descolgado, ahí va la explicación:

Empezaremos diciendo que los rayos cósmicos no son rayos, sino iones –casi todos protones, con una pequeña mezcla de núcleos más pesados- que chocan contra la atmósfera exterior casi a la velocidad de la luz. La mayoría procede de fuera del sistema solar y se ignora el mecanismo que les imprime tal velocidad.
Del ataque de estos rayos no nos protege el campo magnético de la Tierra (es débil, aunque algo aporta), la práctica totalidad de la defensa se la debemos al grosor de la atmósfera. Por encima de cada centímetro cuadrado de de superficie hay un kilogramo de aire. Antes de que un protón incidente choque en el aire con el núcleo de un átomo, recorrerá en promedio una columna vertical de unos 70 gramos, alrededor de la decimocuarta parte del grosor de la atmósfera; la colisión, pues, se producirá a una altitud de entre unos 20 y uno 25 kilómetros. El resto de la atmósfera absorbe las esquirlas de esta primera colisión. El impacto arranca del núcleo un protón o neutrón, o dos; se inicia entonces una cascada de rayos gamma de alta energía y de mesones pi (o piones). Cada rayo gamma penetra aún más en la atmósfera, hasta que produce un electrón y su antipartícula, el positrón. Estas dos partículas se aniquilan entre sí, con la creación de rayos gamma de menor energía. El ciclo continúa hasta que la radiación gamma, muy débil ya, es incapaz de crear más partículas (electrones y positrones).

Mientras tanto, los piones van perdiendo energía, hasta llegar a ser mesones mu (muones), que atraviesan el aire hasta la superficie.

Cuando cruzan nuestro cuerpo generan iones y rompen algunos enlaces químicos, si bien pocos; no nos provocan graves daños. Sin embargo, junto con los protones vienen algunos núcleos pesados, que sí afectan algo más. Por ejemplo, un núcleo de hierro causa un destrozo 676 veces mayor que la de un protón. La dosis anual de radiación cósmica es de entre 0,002 rem (a nivel del mar) y 0,005 (a 1500 metros), y equivale a un par de radiografías de tórax.
Fuera de la atmósfera el bombardeo es intenso y continuo. Según cálculos de la NASA, un astronauta en un viaje espacial que durase un año recibiría una dosis de radiación de 80 rem (la dosis máxima anual permitida para los trabajadores de las centrales nucleares americanas es de 5 rem). Dicho de otra manera, los rayos cósmicos degradarían al año un tercio del ADN de un astronauta. Los astronautas de la Estación Espacial Internacional se salvan de este ataque debido a una protección partical que les proporciona el campo magnético terrestre.

Vista la cosa, mandar a un ser humano a Marte sería posible, pero hacerlo regresar, más bien no. Al menos no entero. La única solución a este problema es crear un blindaje espacial, que repela de alguna manera a los simpáticos rayos cósmicos (que por otra parte se suponen creadores de la vida en la Tierra según alguna teoría bastante heterodoxa que quizás explique en otra ocasión).
Los científicos y las mentes pensantes de todo el mundo han propuesto diversas soluciones de blindaje, algunas de ellas pretenden ser serias, y otras son tan fantásticas que rayan la ridiculez. Las tres más serias son las siguientes:


1. Escudo de materia.

Se basa en el principio de que una masa sustancial alrededor de los astronautas absorbe la radiación incidente y las partículas secundarias producidas. Una envoltura acuosa de cinco metros de grosos ofrecería la misma protección que la atmósfera terrestre a una altura de 5500 metros.

Esta solución tiene como principal contraindicación el peso, pues en una astronave plausible, el volumen total de agua circundante alcanzaría las 500 toneladas de peso. Esto de momento resulta inviable. Por otra parte, el agua sería totalmente aprovechable por la tripulación. Otra alternativa sería usar etileno (C2H4), que al polimerizarse se convierte en polietileno (sólido, con lo cual no requiere un tanque para encerrarlo). Esto reduciría el peso a 400 toneladas, que sigue siendo inviable igualmente (y además, hay que añadir el peso de los depósitos de agua, jeje).

2. Escudo magnético.

Un gigantesco anillo convertido en electroimán rodearía la nave, devolviendo las partículas al espacio. Para desviar el grueso de los rayos cósmicos (cuyas energías alcanzan los dos gigaelectronvoltios), se necesita un campo magnético 600.000 veces más intenso que el campo ecuatorial de la Tierra (unos 20 teslas).

Esta teoría cuenta a su favor con que es más ligera que la anterior, pero tiene algún que otro inconveniente:

- Por un lado un campo magnético tan grande podría ser peligroso. Se sabe que un científico metió su cabeza entre los polos de un imán de 0,5 teslas en su laboratorio, y que cuando la movía “veía pequeños destellos de luz, y sentía acidez en la boca” (esto último posiblemente como consecuencia de un proceso de electrolisis en su saliva). Someter de buenas a primeras a Perico Duque a 20 teslas durante un año no parece del todo seguro.

- Para colmo de males, el campo magnético no protegería la nave a lo largo del eje transversal. La solución a este problema sería añadir otro anillo electroimantado circunscrito, que neutralizara la zona del eje, pero la anulación sería parcial, y complicaría mucho el sistema.

3. Escudo electrostático.

El disparo de un haz de electrones hacia el espacio carga positivamente la nave espacial. Esa carga repele los rayos cósmicos. Para desviar las partículas con energías de hasta 2 gigaelectronvoltios, la nave debería tener una carga de 2.000 millones de voltios. Ahí va eso.

Evidentemente, esta teoría tiene sus ventajas (poco peso, no hay puntos ciegos en el recubrimiento, no hay campos magnéticos peligrosos…), pero se requiere una enorme corriente eléctrica para mantener un rayo de esta potencia disparado a la nave durante todo el tiempo, y eso no creo que se pueda llevar a cabo, ni quemando todo el petróleo del mundo. Por otra parte, no sabemos cómo reaccionaría Pedrito Duque a un flujo de partículas con carga negativa de esta envergadura, y durante tanto tiempo.



Existen otras teorías aún más disparatadas que éstas (lo juro, éstas son las serias), que postulan viajes más rápidos como solución (y que se joda Einstein), o escudos de plasma (rápido, que alguien lo invente!).

Y este es el triste futuro del hombre en Marte, totalmente destrozado por un millón de cánceres produciéndose a la misma vez en su cuerpo, mientras siente un escozor en el escroto, ve luces y se le corta la saliva en la boca. Y luego “pa casa”, con un dignísimo entierro militar.

Chungo, tíos/as.

Ave.