Regresa la mentira sobre Marte

¿Usted sabe qué sucederá este 27 de agosto?

Junio 9, 2009: Justo cuando usted pensaba que era seguro revisar su correo electrónico…

Por sexto año consecutivo, un mensaje sobre el Planeta Rojo está apareciendo en los buzones de correo electrónico alrededor del mundo. Dicho mensaje invita a los lectores a salir cuando esté oscuro el 27 de agosto y contemplar el cielo. "Marte se verá tan grande como la Luna llena", dice. "Ninguna persona que esté viva en la actualidad verá esto otra vez".

No lo crea.

Esto es lo que sucederá realmente si usted sale al anochecer del 27 de agosto: nada. Marte no estará en el cielo. En esa fecha, el Planeta Rojo estará aproximadamente a 250 millones de km de distancia de la Tierra y completamente ausente del cielo al anochecer.

Derecha: Sólo mediante photoshop Marte se ve tan grande como la Luna llena.

La mentira sobre Marte se inicio en 2003, cuando la Tierra y Marte realmente tuvieron un encuentro cercano. El 27 de agosto de ese año, Marte estaba a sólo 56 millones de km de distancia y batió un récord de cercanía a la Tierra en 60.000 años. Alguien envió un correo electrónico para alertar a sus amigos sobre el evento. El mensaje contenía algún malentendido y ciertas omisiones —¿pero qué correo electrónico no los tiene? Una pieza de tecnología avanzada conocida como "botón de reenvío" hizo el resto.

Lectores tolerantes podrán decir que la mentira sobre Marte no es realmente una mentira, porque no está hecha intencionalmente. Quien lo redactó probablemente creyó todo lo que escribió en el mensaje. Si eso es cierto, un mejor nombre podría ser "El malentendido sobre Marte" o quizás "El confuso correo electrónico sobre Marte que usted debería borrar y no reenviar a nadie, excepto a sus parientes políticos".

Otro aspecto de la mentira sobre Marte: el mensaje dice que Marte se verá tan grande como la Luna llena si se lo amplifica 75 veces usando un telescopio para aficionados. El texto escrito en letra cursiva es usualmente omitido en resúmenes sobre la mentira, ya sean transmitidos oralmente o por escrito. (A modo de ejemplo, vea el comienzo de esta historia.) ¿Esta letra pequeña hace que sea verdadera la mentira relacionada con Marte? Después de todo, si usted amplifica 75 veces el pequeño disco de Marte, si subtiende un ángulo casi igual al de la Luna.

No. Incluso utilizando amplificación, Marte no se ve como la Luna llena.

Esto tiene que ver más con el misterioso funcionamiento interno del cerebro humano que con la fría y dura física. Mirar a Marte amplificado 75 veces a través de un tubo negro angosto (el ocular de un telescopio) y mirar a la Luna llena brillando sin restricciones en el cielo abierto son dos experiencias muy diferentes.

Arriba: Marte en agosto de 2003, cuando batió el récord de cercanía a la Tierra en 60.000 años. Incluso entonces, el planeta parecía una estrella brillante, no una Luna llena. Crédito de la imagen: John Nemy & Carol Legate, de Whistler, B.C.

Una buena referencia es la Ilusión lunar. Las lunas en el horizonte se ven enormes; las lunas ubicadas directamente sobre la cabeza se ven más pequeñas. En ambos casos es la misma Luna, pero la mente humana percibe su tamaño de maneras distintas, según su entorno.

De la misma manera, la percepción que tenemos de Marte se ve afectada por el entorno del planeta. Coloque al planeta al final de un pequeño túnel oscuro y se verá pequeño sin importar la amplificación.

¡Demonios!

Para ver a Marte tan grande como la Luna llena, usted necesitará una nave espacial, y eso puede tomar algo de tiempo. Mientras tanto, tenga cuidado con la mentira sobre Marte.

Un astronauta ficticio es alcanzado por una llamarada solar artificial

Investigadores están a punto de someter a un astronauta ficticio,
que posee células sanguíneas y tejidos humanos simulados, a una
llamarada solar artificial. La manera en que salga de la radiación
el desafortunado voluntario revelará por primera vez qué
de amenaza representan las llamaradas solares para los
astronautas que viajen a la Luna o a Marte.

Junio 3, 2009: En 1972, los astronautas de la nave Apollo apenas lograron escapar de una posible catástrofe. El 2 de agosto de ese año, una enorme y feroz mancha solar apareció y comenzó a erupcionar, una y otra vez durante más de una semana, produciendo una descarga de radiación de protones solares que batió records. Ese día, salvaron sus vidas por pura suerte. Las erupciones ocurrieron entre las misiones Apollo 16 y 17, así que los astronautas esquivaron la tormenta.

Los investigadores aún se preguntan qué habría sucedido si esto se hubiera producido en otro momento y si los astronautas hubieran sido sorprendidos sin protección alguna en la superficie de la Luna.

Derecha: Una de las llamaradas solares de agosto de 1972. Haga clic sobre la imagen para ver una película grabada en el Observatorio Solar de Big Bear.

La NASA necesita averiguarlo. La agencia está muy ocupada preparándose para enviar personas a la Luna con el fin de que establezcan un puesto habitado en dicho lugar, lo cual constituye un paso más en el proyecto de mandar seres humanos a Marte o a cualquier otro lugar del sistema solar. Estas misiones implican que los astronautas salgan de la protección del campo magnético de la Tierra durante meses o incluso años; por eso, la NASA necesita saber cómo mantener a estos exploradores protegidos de las tormentas solares extremas.

Así que los científicos están creando una tormenta de radiación solar artificial aquí en la Tierra. Ellos están analizando sus efectos sobre un ser humano artificial: Matroshka, el fantoma.

Matroshka, de la Agencia Espacial Europea, y su homólogo de la NASA, Fred, ya han volado a bordo del transbordador espacial y de la Estación Espacial Internacional con el fin de realizar experimentos que muestran cómo otros tipos de radiación espacial, como los rayos cósmicos, penetran en el cuerpo humano. Ahora, científicos del Laboratorio Nacional Brookhaven, en Upton, Nueva York, están exponiendo un torso artificial a un haz de protones para aprender cómo los astronautas serían afectados por un evento como el que tuvo lugar en 1972.

"Queremos saber qué tanto se acerca a una exposición peligrosamente aguda", dice Francis Cucinotta, el científico principal del Programa de Radiación de la NASA, en el Centro Espacial Johnson, ubicado en Houston, Texas.

En la jerga de los expertos en radiación, una "exposición aguda" es breve pero intensa. La radiación bombardea al cuerpo durante un tiempo relativamente corto, que puede oscilar desde algunos minutos hasta algunas horas —exactamente igual que durante una llamarada solar. Esto es diferente de la "exposición crónica" que los astronautas normalmente experimentan cuando viajan al espacio. Los rayos cósmicos golpean sus cuerpos como una lenta llovizna que se extiende semanas o meses. Con la exposicón crónica, el cuerpo tiene tiempo de reparar o de reemplazar las células dañadas en el camino, pero una exposición aguda no da tiempo al cuerpo para enfrentarse al daño.

Arriba: El haz de radiación en el Laboratorio de Radiación del Espacio de la NASA, en Brookhaven. [Imagen ampliada]

"Los efectos biológicos son muy sensibles al ritmo de la dosis", explica Cucinotta. "Una dosis de radiación transmitida durante un tiempo corto es dos o tres veces más dañina que la misma dosis transmitida durante algunos días".

A simple vista, el evento que tuvo lugar en 1972 se podría ubicar dentro de la categoría "aguda" —después de todo, fue una llamarada solar. Pero hay un problema. En verdad, se trató de una serie de llamaradas que produjeron una tormenta de radiación más prolongada y menos impulsiva de lo normal. La exposición a la radiación no hubiera sido ni crónica ni claramente aguda, sino algo intermedio. En esta área gris, los detalles sobre cuánta radiación penetra efectivamente en los órganos vitales de una persona (comparada con la que es bloqueada por el traje espacial, por la piel y por los músculos) puede determinar la diferencia.

Matroshka está ayudando a los científicos a comprender estos detalles. Se trata de una réplica de plástico de un torso humano, en tamaño real, sin brazos ni piernas. La densidad del plástico se asemeja a la de los órganos y tejidos del cuerpo humano; además este fantoma está repleto de cientos de sensores de radiación distribuidos por todo su cuerpo. Incluso tiene células de sangre humana reales.

Derecha: Matroshka adentro y afuera de su poncho blanco, que utiliza para viajar. [Imagen ampliada]

"Colocamos células sanguíneas en pequeños tubos en el estómago y en algunos lugares de la médula ósea", algunos de los cuales están ubicados en las partes profundas del torso, mientras que otros están cerca de la superficie donde hay menos "tejido" que bloquee la radiación. "Una de las preguntas que tenemos es si las partes menos protegidas de la médula ósea serán golpeadas mucho más fuerte", incrementando de este modo los riesgos de contraer leucemia y otros cánceres.

El uso de células sanguíneas reales permite a los científicos ver qué tanto daña la radiación al ADN. Las partículas de alta velocidad de la radiación de protones puede colisionar con el ADN, rompiendo así estas largas moléculas. Usualmente, las células pueden reparar estas fracturas, pero si ocurren varios rompimientos en poco tiempo, el daño puede llegar a ser irreparable. En el mejor de los casos, la célula se autodestruirá. En el peor de los casos, se estropeará y crecerá sin control, volviéndose cancerígena.

Para exponer a Matroshka a una tormenta similar a la que se produjo en 1972, los científicos han concebido una manera de simular dicho evento usando un haz de protones de alta energía en el Laboratorio de Radiación Espacial de la NASA, en Brookhaven. El haz se abre de tal manera que, en el punto donde Matroshka se sienta, tiene una sección transversal de 60 cm —suficientemente grande como para abarcar el torso entero. Al ir cambiando la energía del haz en varios niveles, los científicos pueden reproducir el espectro de energía propio de los protones del evento de 1972.

En el próximo experimento, lidereado por Guenther Reitz, del Centro Aeroespacial Alemán (DLR, por su sigla en idioma inglés), en la ciudad de Colonia, los sensores de radiación de Matroshka revelarán cuánta radiación de protones alcanza las diferentes partes del cuerpo del maniquí. "Con protones, uno podría tener un orden de magnitud (un factor de diez) de diferencia entre una parte del cuerpo y otra", hace notar Cucinotta.

Las lecturas de los resultados ayudarán a los diseñadores de las misiones a determinar cuánta protección se necesita para resguardar a los astronautas reales de una tormenta del estilo de la de 1972. Estos resultados también conducirán a los científicos en la dirección correcta para desarrollar tratamientos médicos que puedan ayudar a mitigar los efectos de tal evento.

A diferencia de un astronauta real, Matroshka puede soportar varias llamaradas sin experimentar efectos secundarios de larga duración. Una transfusión rápida de células sanguíneas y listo —Matroshka está preparada para recibir otra llamarada.

Así que, que comiencen las llamaradas —y manténgase en contacto para conocer los resultados.

El portavoz vaticano y los 40 años del viaje a la Luna

Lecciones de aquella misión espacial

CIUDAD DEL VATICANO, domingo, 19 de julio de (ZENIT.org).-

Cuarenta años después de la misión espacial del Apolo 11 que llevó por primera vez al hombre a la Luna, el portavoz vaticano ha recogido una lección aún válida: el sorprendente valor del ingenio humano cuando es consciente de sus límites.

El padre Federico Lombardi S.I., director de la Oficina de Información de la Santa Sede, ha dedicado su editorial en el semanario "Octava Dies", del Centro Televisivo Vaticano, a aquel 20 de julio de 1969 en el que el comandante Neil Armstrong pisó la superficie del satélite de la Tierra,

El Papa Pablo VI dedicó numerosas intervenciones a aquel "fantástico vuelo", desde su preparación y desarrollo, hasta el "regreso triunfal de los astronautas", recuerda el portavoz vaticano.

El Papa Giovanni Battista Montini, después del Ángelus del 20 de julio aseguró que era "un día grande, un día histórico para la humanidad".

"Sorprende --reconoce el padre Lombardi-- la participación humana y espiritual del Papa en la gran impresa, su admiración por el ingenio y el valor del hombre. Al mismo tiempo, su meditación vuelve a dirigirse repetidamente a los grandes problemas no resueltos de la humanidad -el hambre, las guerras- y en el mismo Ángelus concluyó: '¿Dónde está la humanidad verdadera, dónde la hermandad, y la paz? Ojalá que el progreso, del que hoy festejamos una sublime victoria, se dirija al verdadero bien, temporal y moral de la humanidad'".

El director de la Oficina de Información recuerda que el Papa Pablo VI, que acaba de publicar su encíclica "Populorum progressio", confesó su esperanza en "que la inteligencia humana y la capacidad prodigiosa de la ciencia y de la técnica fueran puestas al servicio del bien".

"También la nueva encíclica de Benedicto XVI -totalmente dedicada al verdadero desarrollo de la humanidad- concluye recordándonos que el hombre no debe convertirse en esclavo de una nueva ideología de la omnipotencia de la técnica, sino perseguir, con responsabilidad, ese desarrollo integral que tiene en la caridad y en la verdad su fuerza propulsora", explica Lombardi.

Y concluye: "Podemos volar en el espacio e intervenir en las fuentes de la vida; pero ¿cómo y por qué? El 'desafío' está siempre ante nosotros".

A través de un misterioso brillo rojo se controla la salud de las plantas oceánicas

El satélite Aqua, de la NASA, ha detectado un brillo rojo

que proviene del fitoplancton de los océanos de la Tierra.

Esta señal única permite a los investigadores monitorizar

la salud de las plantas oceánicas de una manera

nueva y elocuente.

Mayo 28, 2009: Una señal única detectada por el satélite Aqua, de la NASA, está ayudando a investigadores a monitorizar la salud y la productividad de las plantas oceánicas alrededor del mundo.

La luz roja fluorescente emitida por el fitoplancton y detectada por Aqua revela qué tan eficientemente las plantas microscópicas están transformando la luz solar y los nutrientes en comida, por medio de la fotosíntesis.

"Esta es la primera medición directa de la salud del fitoplancton en el océano", dice Michael Behrenfeld, un biólogo de la Universidad Estatal de Oregón, quien se especializa en plantas marinas. "Ahora tenemos una importante nueva herramienta para observar los cambios en el fitoplancton en todo el planeta".

Arriba: El fitoplancton —como esta colonia de chaetoceros socialis— naturalmente emite luz flourescente al tiempo que disipa el exceso de energía solar que no puede consumir mediante la fotosíntesis. Crédito de la imagen: Maria Vernet, Instituto Scripps de Oceanografía

Los descubrimientos fueron publicados este mes en la revista Biogeosciences y presentados en una conferencia de prensa el 28 de mayo.

El fitoplancton unicelular alimenta a casi todos los ecosistemas del océano y actúa como la fuente más básica de alimento para los animales marinos, desde el zooplancton hasta peces y mariscos. De hecho, el fitoplancton representa la mitad de la actividad fotosintética en la Tierra. La salud de estas plantas marinas afecta la pesca comercial, la cantidad de dióxido de carbono que el océano puede absorber y la manera en la cual el océano responde al cambio climático.

Durante las últimas dos décadas, científicos han empleado varios sensores en satélites para medir la cantidad y distribución del pigmento verde llamado clorofila, el cual es un indicador de la cantidad de vida en forma de plantas que hay en el océano. Pero con el Espectroradiómetro de Imágenes de Resolución Moderada (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer ó MODIS, en idioma inglés) a bordo del satélite Aqua, de la NASA, los científicos han observado ahora "flourescencia de luz roja" sobre el océano abierto.

"La clorofila nos proporciona una imagen de la cantidad de fitoplancton presente", dice Scott Doney, un químico marino del Instituto Oceanográfico Woods Hole y coautor del artículo. "La flourescencia nos permite entender qué tan bien están funcionando en el ecosistema".

Todas las plantas absorben energía del Sol, generalmente más de la que pueden consumir por medio de la fotosíntesis. La energía extra se libera principalmente en forma de calor, pero una pequeña fracción es re-emitida como luz flourescente en longitudes de onda en el rojo. MODIS es el primer instrumento en observar esta señal a escala global.

Arriba: Un mapa global de la luz roja flourescente emitida por el fitoplancton. Crédito de la imagen: Aqua/MODIS/Mike Behrenfeld, Universidad Estatal de Oregón [Imagen ampliada]

La flourescencia de luz roja revela mucho acerca de la fisiología de las plantas marinas y la eficiencia de la fotosíntesis, ya que diferentes partes de la maquinaria de obtensión de energía de la planta son activadas según la cantidad de luz y nutrientes disponibles.

Por ejemplo, la cantidad de flourescencia se incrementa cuando el fitoplancton está bajo estrés debido a una falta de hierro, el cual es un nutriente vital en el agua del mar. El hierro que se necesita para el crecimiento de las plantas llega a la superficie del mar gracias a los vientos que llevan polvo desde los desiertos y otras áreas áridas, y desde corrientes de afloramiento cerca de deltas de ríos e islas. Los datos sobre la flourescencia proporcionados por MODIS han permitido al equipo de investigadores estudiar esta dinámica.

El Océano Índico fue una sorpresa particular, ya que se observó cómo grandes porciones del océano se "encendían" por temporadas con los cambios de los vientos monzones. En el verano, el otoño y en el invierno —pero principalmente en el verano— significativos vientos del Suroeste agitan corrientes oceánicas y llevan más nutrientes hacia arriba, desde las profundidades, para el fitoplancton. Al mismo tiempo, se reduce la cantidad de polvo rico en hierro que proporciona el viento.

Derecha: Un mapa de la luz flourescente emitida por el plancton en el Océano Índico, donde los monzones de estación pueden limitar la cantidad de nutrientes de hierro en el agua y pueden provocar estrés en el plancton para que emitan más luz. Crédito de la imagen: Aqua/MODIS/Mike Behrenfeld, Universidad Estatal de Oregón.

"En escalas de tiempo que van desde semanas a meses podemos usar estos datos para rastrear las respuestas del plancton a la introducción de hierro por medio de las tormentas de polvo y el transporte de agua rica en hierro desde islas y continentes", dice Doney. "Tomando en cuenta el transcurso de años y décadas, también podemos detectar tendencias a largo plazo en el cambio climático y otras perturbaciones que el hombre provoca al océano".

El cambio climático podría significar que vientos más fuertes recojan más polvo y lo lleven hacia el mar, o vientos menos intensos que dejen al agua sin polvo. Algunas regiones se tornarán más secas y otras más húmedas, provocando un cambio en las regiones donde los suelos polvorientos se acumulan y son barridos hacia el aire. El fitoplancton reflejará y reaccionará a estos cambios globales.

"Los satélites de la NASA son herramientas poderosas", dice Behrenfeld. "A grandes porciones del océano todavía no se les ha tomado una muestra, así que la vista del satélite es crucial para observar el panorama completo".

El fantoma regresa

Matroshka regresa a la Tierra y ha sido elegida como la desafortunada
voluntaria para experimentar la explosión de una llamarada
solar gigante.

Mayo 27, 2009: El fantoma regresa y tiene una gran historia para contar.

Se trata de un torso que tiene forma humana y que carece de brazos y piernas; es un maniquí que pareciera estar envuelto con las telas de una momia. Los científicos de la Agencia Espacial Europea (ESA, en idioma inglés) lo llaman Matroshka y, al igual que su contraparte de la NASA, Fred, este maniquí es un intrépido viajero espacial. Ahora que ha permanecido cuatro meses en la Estación Espacial Internacional, los científicos están aprendiendo sobre la radiación espacial a la que Matroshka estuvo expuesta.

Derecha: El fantoma. [Imagen ampliada]

Las lecciones aprendidas a través de Fred y de Matroshka poseen implicancias importantes para los planes de la NASA relacionados con montar una estación habitada en la Luna, y finalmente el envío de personas a Marte. Proteger a los astronautas de los efectos dañinos de la radiación espacial será un reto crítico en estas misiones de larga duración. Para diseñar trajes espaciales, vehículos y estructuras habitables con suficiente material aislante y mantener a los astronautas a salvo, los científicos de misión necesitan saber cuánta radiación -y de qué tipo- absorben realmente los astronautas.

Los científicos pueden estimar la dosis de esta radiación con el uso de modelos creados por computadora; sin embargo, la realidad y un modelo realizado en una computadora pueden ser cosas extremadamente diferentes. Hasta ahora, los investigadores no estaban seguros de la precisión de sus modelos al momento de predecir las dosis de radiación que los astronautas experimentan en el espacio.

Y es ahí donde el fantoma entra en escena.

Él hizo posible que se llevara a cabo el experimento real que se necesitaba para demostrar que los modelos son esencialmente correctos. A través del análisis de las mediciones de cientos de sensores de radiación colocados en todo el cuerpo de Matroshka, Francis Cucinotta, del Centro Espacial Johnson, de la NASA, en compañía de sus colegas, descubrió que los modelos son, de hecho, bastante buenos: poseen una precisión de alrededor del 10% del valor de la dosis medida. Esto significa un "adelante con los sistemas" respecto del uso de los modelos para la planificación del regreso a la Luna e, incluso, un viaje a Marte, por parte de la NASA.

El tipo de radiación más peligroso al que los astronautas están expuestos son los rayos cósmicos galácticos (Galactic Cosmic Rays o GCR, en idioma inglés). Se trata de núcleos atómicos "desnudos", algunos tan pesados como los átomos de hierro, acelerados a velocidades cercanas a la de la luz por distantes supernovas. Debido a su elevada velocidad, a su alta masa y a la carga eléctrica positiva, las partículas de GCR pueden causar tremendos daños a las células de una persona. Además, los métodos tradicionales para el bloqueo de la radiación no las pueden detener.

Entender el peligro no es tan simple como saber cuánta radiación hay allí afuera.

"Lo que realmente importa es cuánta radiación impacta contra los órganos vitales de una persona", comenta Cucinotta.

Y para alcanzar dichos órganos, las partículas de la radiación deben primero pasar a través de las paredes de la nave espacial, del traje espacial de la persona, de la piel y de otros tejidos del cuerpo. Es muy complejo. Algunas veces, estas barreras reducirán la velocidad, o detendrán por completo a la partícula radiactiva. Sin embargo, en ocasiones, la colisión entre una partícula de radiación y una barrera produce una lluvia de nuevas partículas de radiación, conocida como radiación "secundaria". Los modelos realizados por computadora deben tomar en cuenta todo esto.

Los astronautas de la estación espacial usan sensores en sus trajes de vuelo para registrar la exposición total a la radiación; sin embargo, no hay manera práctica de medir cuánta radiación realmente alcanza los órganos vitales. Fred posee sensores prácticamente en todos lados -incluso en su interior.

Arriba: (Izquierda) El oficial de ciencia John L. Phillips, de la Estación Espacial Internacional, posa para una fotografía al lado de Matroshka, el fantoma de la Agencia Espacial Europea (ESA, en idioma inglés). (Derecha) Los sensores de radiación están colocados en 35 partes distintas del fantoma. Imágenes ampliadas:#1, #2.

Los fantomas se fabrican con un plástico especial que se asemeja en gran medida a la densidad del cuerpo humano y se encuentran rebanados horizontalmente en 35 capas de 2,54 cm (una pulgada) de ancho. En estas capas, los investigadores colocaron un total de 416 dosímetros del tipo litio-cristal, cada uno de los cuales mide la dosis de radiación acumulada en ese punto del cuerpo durante todo el experimento. Fred y Matroshka también contienen varios dosímetros "activos" localizados en el sitio donde se encuentran los órganos vitales, tales como el cerebro, la tiroides, el corazón, el colon y el estómago. Estos sensores activos mantienen un registro de cómo la radiación cambia momento a momento. En conjunto, esta variedad de sensores documentaron detalladamente la propagación de la radiación a través de sus cuerpos.

"La geometría y composición del torso imita al cuerpo humano muy bien", comenta Cucinotta. "Me parece que es una prueba muy buena".

De modo que ahora que estos modelos creados por computadora han sido verificados en la vida real, ¿qué dicen acerca de cómo mantener a los astronautas a salvo en una estación lunar, o en Marte?

"Las misiones lunares de corta duración son aceptables", comenta Cucinotta, "pero vivir en un hábitat lunar durante 6 meses ya comienza a ser problemático. Vamos a tener que hacer un trabajo realmente bueno respecto de la protección contra la radiación, y tal vez tengamos que tomar medidas de índole médica para contrarrestarla si pensamos llevar a cabo misiones de 6 meses de duración".

Los modelos sugieren que Marte será inclusive más complicado. Algunos escenarios requieren misiones de 18 meses o más de duración. "Actualmente, no existe un diseño exitoso que permanezca dentro de los límites de seguridad como para realizar una misión a Marte", comenta Cucinotta. "El poner demasiado material aislante de la radiación alrededor de la nave la haría demasiado pesada como para despegar, de modo que necesitamos encontrar materiales aislantes de la radiación que sean más livianos, y probablemente debemos desarrollar medidas médicas que contrarresten el daño causado a las células por los rayos cósmicos". El científico comenta que uno de los obstáculos más grandes para el progreso en esta área es la "incertidumbre en el tipo de daño celular que ocurre cuando existe exposición a los rayos cósmicos. Aún tenemos mucho que aprender".

Derecha: "Tierras distantes", por Pat Rawlings, artista de la NASA/SAIC. [Más información]

Otra pregunta fundamental: ¿Cómo afectan las llamaradas solares a los astronautas? Fred y Matroshka no han experimentado tormentas intensas de radiación solar durante su estancia en la Estación Espacial Internacional (EEI).

"El espectro de energía de los eventos solares y la manera en la cual las dosis de radiación cambian de un órgano a otro serán bastante diferentes de lo que hemos visto hasta ahora con los rayos cósmicos", comenta Cucinotta.

Para hallar la respuesta, los científicos han recreado la radiación intensa de llamaradas solares gigantes aquí mismo en la Tierra, y Matroshka ha sido elegida como la desafortunada voluntaria para experimentar la explosión. ¡Un astronauta virtual se encuentra a punto de ser sometido a una llamarada solar artificial!

Manténgase en sintonía con Ciencia@NASA para conocer la segunda parte de este artículo, en el cual se explorarán estos nuevos experimentos así como un ejemplo histórico de una llamarada solar extrema que, en 1972, estuvo a punto de impactar contra las misiones Apollo cuyo destino era la Luna.

Nueva predicción sobre el ciclo solar

Un panel de expertos lanza una nueva predición sobre el máximo
del presente ciclo solar. Pero el comportamiento reciente del Sol
indica que nada es seguro aún.

Mayo 29, 2009: Un panel internacional de expertos, dirigido por la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (National Oceanic and Atmospheric Administration o NOAA, en idioma inglés) y patrocinado por la NASA, ha hecho pública una nueva predicción para el siguiente ciclo solar. El Ciclo Solar 24 llegará a su máximo, dicen, en mayo de 2013, con una cantidad de manchas solares menor al promedio.

"Si nuestra predicción es correcta, el Ciclo Solar 24 tendrá una cantidad máxima de 90 manchas, el número más bajo de todos los ciclos contados desde 1928, cuando el ciclo solar 16 alcanzó un pico de 70 manchas", dice el jefe del panel, Doug Biesecker, del Centro de Pronósticos del Clima Espacial (Space Weather Prediction Center, en idioma inglés) de la NOAA.

Derecha: Una llamarada solar observada en diciembre de 2006 por el satélite GOES-13 de la NOAA.

Es tentador describir a un ciclo de estas características como "débil", o "suave", pero eso podría dar una impresión equivocada.

"Aún estando por debajo del promedio, cualquier ciclo solar es capaz de producir condiciones climáticas espaciales severas", hace notar Biesecker. "La gran tormenta geomagnética de 1859, por ejemplo, tuvo lugar durante un ciclo solar de tamaño similar al que estamos prediciendo para 2013".

La tormenta que se produjo en 1859, conocida como el "Evento Carrington" en honor al astrónomo Richard Carrington, quien presenció aquella tremenda llamarada solar, electrificó cables de transmisión, provocó incendios en oficinas de telégrafos y produjo auroras boreales tan brillantes que se podía leer el diario bajo su luz entre rojiza y verdosa. Un informe reciente, proporcionado por la Academia Nacional de las Ciencias, llegó a la conclusión de que si una tormenta similar ocurriese en la actualidad podría causar entre 1 y 2 billones de dólares en daños a la infraestructura de nuestra sociedad altamente tecnológica, y llevaría de cuatro a diez años lograr una completa recuperación. A modo de comparación, el huracán Katrina causó daños por "tan sólo" 80 a 125 mil millones de dólares.

Arriba: Esta gráfica que representa la cantidad de manchas solares muestra el máximo de intensidad medido en el ciclo pasado, en color azul, y el máximo de intensidad predicho para el próximo ciclo, en color rojo. Crédito: Centro de Predicción del Clima Espacial/NOAA. [Más información]

El pronóstico más reciente se basa en la revisión de una predicción anterior, hecha en 2007. Ese año, un panel de expertos, dividido en dos posturas, creía que el mínimo solar ocurriría en marzo de 2008, seguido de un fuerte máximo solar en 2011 o de un máximo débil en 2012. Los modelos en pugna daban diferentes respuestas y los investigadores estaban ansiosos por saber a cuál se acercaría más el Sol.

"Ocurrió que ninguno de los dos modelos era totalmente correcto", dice Dean Pesnell, del Centro Goddard para Vuelos Espaciales, quien era el representante de la NASA en dicho panel. "El Sol se está comportando de una manera inesperada y muy interesante".

Los investigadores han sabido del ciclo solar desde mediados de 1800. Las gráficas que representan la cantidad de manchas solares contadas desde aquellos días se asemejan a una montaña rusa; suben y bajan con un período de aproximadamente 11 años. A simple vista, parece ser un patrón regular, pero predecir los picos y los valles ha resultado ser algo problemático. Los ciclos varían en longitud, aproximadamente entre 9 y 14 años. Algunos picos son altos, otros son bajos. Los valles son usualmente cortos y duran apenas un par de años, pero a veces se extienden y se vuelven mucho más largos. En el siglo 17, el Sol se hundió en un período de 70 años sin manchas, el cual se conoce en la actualidad como el Mínimo de Maunder, y aún intriga a los científicos.

Arriba: Cantidad promedio de manchas solares por año, entre 1610 y 2008. Los investigadores creen que el recién iniciado Ciclo Solar 24 será similar al ciclo que tuvo su máximo de intensidad en 1928, indicado con una flecha roja en la gráfica. Crédito: NASA/MSFC

Ahora mismo, el ciclo solar está en un valle —el más profundo del último siglo. En 2008 y 2009, el Sol ha batido récords de la Era Espacial respecto de la cantidad más baja de manchas, del viento solar débil y de la baja irradiancia solar. Han transcurrido más de dos años sin que el Sol emita una llamarada solar de dimensiones significativas.

"En nuestras carreras profesionales, nunca habíamos visto nada semejante", dice Pesnell. "El mínimo solar ha durado mucho más de la fecha que predijimos en 2007".

En los últimos meses, sin embargo, el Sol ha comenzado a mostrar señales de vida, aunque muy timoratas. Pequeñas manchas y "proto-manchas" solares comienzan a aparecer con mayor frecuencia. Enormes corrientes de plasma en la superficie solar (conocidas como "flujos de zona") comienzan a incrementar su intensidad y se mueven lentamente hacia el ecuador solar. Los radio astrónomos han detectado un pequeño pero significativo aumento de las emisiones solares en ondas de radio. Todas estas cosas son las precursoras de un despertar del Ciclo Solar 24 y forman la base del nuevo, y casi unánime, pronóstico proporcionado por el panel de científicos.

De acuerdo con el pronóstico, el Sol debería de permanecer en calma durante, al menos, un año más. Desde el punto de vista de las investigaciones, esas son buenas noticias porque el mínimo solar ha demostrado ser más interesante de lo que cualquiera hubiese imaginado. La baja actividad solar tiene un efecto profundo sobre la atmósfera terrestre, pues le permite enfriarse y contraerse. La basura espacial se acumula en órbita alrededor de la Tierra porque hay menos arrastre aerodinámico. El tranquilo viento solar produce menos tormentas magnéticas alrededor de los polos de la Tierra. Los rayos cósmicos que normalmente son rebotados por el viento solar, se cuelan en cambio hacia el interior del ambiente cercano a la Tierra. Hay otros efectos secundarios, también, que pueden solamente ser estudiados conforme el Sol permanezca en calma.

Mientras tanto, al Sol poco le importan los comités humanos. Podría haber más sorpresas, concuerdan los panelistas, y con ello más revisiones del pronóstico.

"Adelante, marque su calendario para mayo de 2013", dice Pesnell. "Pero márquelo con lápiz".

Despierte y huela el aroma a café... ¡en la Luna!

Científicos de la NASA desarrollan tecnología de punta para generar
energía en la Luna basándose en un invento del siglo 19.

Mayo 15, 2009: ¿Alguna vez se ha preguntado cómo prepararía su taza de café por la mañana si viviera en otro planeta o, tal vez, en la Luna? La bebida humeante sería obligatoria en una fría mañana lunar.

Pero con escasa luz solar, sin carbón o madera para quemar, y sin agua corriente para generar energía hidroeléctrica, ¿cómo podríamos preparar una taza de café, y mucho menos el desayuno, o calentar la casa o alimentar los equipos de soporte y las herramientas que se necesitan para vivir y trabajar allí?

La NASA, mientras planea un futuro puesto en la Luna, ha estado haciendo estas preguntas recientemente.

Hay más de una manera de generar energía en la Luna. La Energía por Fisión en Superficie (Fission Surface Power ó FSP, en idioma inglés) es una de las opciones que la NASA está considerando. Si este método es escogido, una máquina inventada a comienzos de 1800 por los hermanos escoceses Robert y James Stirling podría ayudar para que esto se logre.

Derecha: Concepto artístico de un sistema de Energía por Fisión en Superficie en funcionamiento en la superficie de la Luna.

[Nota del editor: Si tiene preguntas acerca de esta tecnología, comuníquese con el Departamento de Relaciones Públicas del Centro Marshall para Vuelos Espaciales, teléfono: 256 544 0034.]

Los hermanos Stirling estaban tan orgullosos de su invento que le pusieron su nombre —y con justa razón. Con el tiempo, la máquina de Stirling —que podría haber sido una pequeña máquina, confiable y eficiente— ha incrementado su reputación aquí en la Tierra y, algún día tal vez, demostrará su valor en la Luna.

"Quienes habiten un puesto en la Luna van a necesitar una manera segura y eficiente de generar luz, calor y electricidad", dice Mike Houts, del Centro Marshall para Vuelos Espaciales, de la NASA. "La máquina de Stirling, digna de confianza, tiene las características adecuadas. No solamente es confiable y eficiente, sino que además es limpia y versátil".

La NASA ha unido sus esfuerzos con el Departamento de Energía de Estados Unidos con el propósito de desarrollar la tecnología de Energía por Fisión en Superficie para producir calor y alimentar con él la máquina de Stirling que, a su vez, convertiría esa energía calórica en electricidad para que pueda ser usada por los exploradores lunares.

No queda aún claro si este tipo de sistema de generación de energía será adoptado por la NASA, pero realmente tiene cualidades muy atractivas. Houts explica: "Una ventaja clave de este sistema es que no necesitaría luz solar para funcionar. Un sistema FSP podría ser usado para proveer energía a cualquier hora, en cualquier lugar, en la superficie de la Luna o de Marte. Podría ser usado en los polos y lejos de los polos, podría sobrevivir a una fría noche lunar y trabajaría adecuadamente en lugares como cráteres profundos que siempre están en tinieblas. Ni siquiera una de esas arremolinadas tormentas de polvo marcianas que tapan la luz del Sol podría detener su funcionamiento".

Arriba: Concepto de referencia de un sistema de Energía por Fisión en Superficie. Haga clic en la imagen para obtener más detalles. Crédito: Mike Houts/NASA.

La máquina que planea la NASA solamente necesitaría producir alrededor de 40 kilovatios de potencia, o menos —justo lo necesario para alimentar un puesto en la Luna.

"Este nivel de potencia es alto para los estándares espaciales actuales, pero es extremadamente bajo para los estándares terrestres", dice Houts. "Es alrededor de 1/20.000 de lo que un reactor típico puede producir en la Tierra. En la Luna, necesitaríamos solamente un reactor pequeño —la porción abastecida con combustible mediría apenas 25 cm por 45 cm (10 pulgadas por 1,5 pies de largo)".

Podría proveer más energía con menos masa que otros sistemas de generación de energía. El sistema completo, un radiador montado sobre una máquina de Stirling, que a su vez está montada sobre un reactor, podría guardarse en un espacio pequeño dentro de un vehículo de alunizaje.

Antes de desarrollar el sistema final, Houts y su equipo están ahora poniéndolo a prueba con energía no-nuclear para llevar a cabo las pruebas de concepto.

"Estamos haciendo pruebas en un vacío térmico para aprender cómo hacer funcionar y controlar el sistema en la Luna", dice Houts. "Estamos usando calentadores de resistencia para simular el calor nuclear. Las resistencias eléctricas producen calor".

Después de que la prueba del sistema demuestre la viabilidad del concepto, el equipo podría recibir instrucciones de construir el "verdadero sistema", esta vez basándose fuertemente en la experiencia con reactores estadounidenses y de otros países.

Arriba: Concepto artístico del Sistema de Energía por Fisión en Superficie insertado en regolito lunar.

"Estaría hecho de acero inoxidable y funcionaría con dióxido de uranio. Esta combinación ha sido usada en reactores terrestres alrededor del mundo, así que los científicos e ingenieros están acostumbrados a manejarla".

La unidad no estaría activa durante el lanzamiento, pero sería "encendida" una vez que estuviera instalada en la superficie de la Luna, donde estaría rodeada por un escudo para prevenir cualquier daño que pudiese causar la radiación emitida por el dispositivo.

"Sería muy seguro", dice Houts. "Y la belleza de este sistema es que sería prácticamente autoregulable".

Así es como funcionaría: Dentro del reactor, hay un manojo de pequeños tubos llenos de uranio. En la parte exterior del reactor hay tambores de control —un lado de cada tambor refleja neutrones y el otro lado los absorbe, otorgando así una manera de controlar la tasa a la cual se reflejan los neutrones que escapan del núcleo del reactor. Para encender la unidad, se enciende el lado absorbente de cada tambor de control, lejos del núcleo del reactor, de modo que el material reflectante mira hacia adentro y envía a los neutrones que escapan de regreso al núcleo. Esto da como resultado un incremento en la cantidad de neutrones disponibles, lo cual permite que se genere una reacción en cadena autosustentable, que produce calor.

Un refrigerante (que está formado por una mezcla de sodio y potasio)* fluye a través de los espacios entre los tubos, recoge el calor térmico producido por el uranio en reacción y transfiere el calor al motor de Stirling. Este motor hace entonces su magia** para generar electricidad. Mientras tanto, el refrigerante, que se ha "liberado" de una parte de su cargamento (el calor) para enviarlo al motor de Stirling, circula de regreso al núcleo del reactor, donde recoge el calor nuevamente y está listo para repetir el ciclo entero.

El sistema usaría solamente una pequeña cantidad de combustible —1 kilogramo de uranio cada 15 años —y aún tendría suficiente reactividad como para funcionar durante décadas.

"Le damos una vida útil de 8 años, sin embargo, porque algo más podría fallar antes de que se acabe el combustible".

Después de apagarlo, la radiación emitida por el sistema disminuiría rápidamente. Un sistema de reemplazo podría ser fácilmente reinstalado en el mismo sitio.

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