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Datos recolectados por el módulo chino Chang’e-4 revelaron una franja de radiación cósmica reducida entre la Tierra y la Luna, un descubrimiento que puede redefinir horarios de operación, reducir la exposición de astronautas en hasta un 20% e influir directamente en el futuro de la exploración lunar
Un descubrimiento hecho a partir de datos del módulo de aterrizaje chino Chang’e-4 identificó una región de radiación cósmica reducida entre la Tierra y la Luna, un resultado que puede alterar la planificación de la exploración lunar y ayudar a disminuir la exposición de astronautas a la radiación en futuras misiones.
Según los investigadores, el área funciona como una especie de “cavidad” que surge en las primeras horas de la mañana local de la Luna. La observación indica que el campo magnético de la Tierra puede influir en el espacio entre los dos cuerpos a distancias mayores de lo que se había imaginado hasta ahora.
El estudio fue publicado el miércoles 25 de marzo en la revista Science Advances. El análisis se basó en mediciones del experimento Lunar Lander Neutron and Dosimetry, instalado a bordo de la Chang’e-4, que señalaron una reducción de los rayos cósmicos galácticos algunas horas después del amanecer lunar.
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Descubrimiento puede influir en horarios de futuras misiones
Los rayos cósmicos están entre los principales riesgos para astronautas que viajan más allá de la órbita terrestre baja. Estas partículas de alta energía pueden atravesar naves espaciales y tejidos humanos, lo que puede causar daños al ADN y aumentar el riesgo de cáncer.
Ante el avance de nuevas misiones tripuladas, los investigadores afirman que un mapeo más preciso de la intensidad de la radiación podría ayudar a reducir la exposición de los astronautas durante actividades en la superficie lunar.
El estudio menciona que más viajes con tripulación están planeados para la Luna, comenzando con la misión Artemis II de la NASA, con lanzamiento previsto para el 1 de abril.
Robert Wimmer-Schweingruber, profesor del Instituto de Física Experimental y Aplicada de la Universidad de Kiel, en Alemania, y uno de los autores correspondientes del estudio, dijo en un correo electrónico a Live Science que los próximos aterrizajes probablemente ocurrirán en las regiones polares. Según él, estas áreas pueden permanecer iluminadas permanentemente por el Sol, y la mañana lunar parece ser el mejor horario para misiones de superficie.
De acuerdo con Wimmer-Schweingruber, realizar operaciones en este período puede reducir en aproximadamente un 20% la cantidad de radiación recibida por la piel de los astronautas en comparación con los niveles promedio medidos en la Luna. La observación, según él, ofrece una referencia práctica para aumentar la seguridad en futuras acciones de exploración lunar.
Cómo los científicos identificaron la cavidad de radiación
Para localizar esta región de menor incidencia de rayos cósmicos, los investigadores analizaron datos recolectados a lo largo de 31 ciclos lunares. La recopilación abarcó el período entre enero de 2019 y enero de 2022 y se centró en fases de baja actividad solar.
Bajo estas condiciones, la radiación espacial medida era predominantemente proveniente de los rayos cósmicos galácticos. El equipo buscó cambios repetidos en el conteo de protones detectados por la Chang’e-4 a medida que la Luna avanzaba por diferentes partes de su órbita alrededor de la Tierra.
El instrumento de neutrones y dosimetría del módulo registró protones en dos rangos de energía. Luego, los científicos organizaron estos datos de acuerdo con la hora local lunar para verificar si había variaciones recurrentes a lo largo del ciclo.
La principal reducción apareció en los protones de menor energía, en el rango entre 9,18 y 34,14 megaelectrón-volts. Durante la mañana local de la Luna, en el período de la fase creciente gibosa, entre la luna nueva y la luna llena, el conteo cayó alrededor del 20% en comparación con horarios posteriores.
Como esta disminución apareció de forma recurrente en una etapa específica de la fase creciente, y no a lo largo de todos los períodos analizados, el equipo concluyó que la Luna atravesaba una región real de radiación cósmica reducida.
La hipótesis planteada fue que el campo magnético de la Tierra estaría bloqueando parte de los protones de alta energía.
Simulaciones reforzaron el resultado observado por la Chang’e-4
Para probar esta interpretación, los investigadores realizaron simulaciones del movimiento de los protones a lo largo de la órbita lunar. Los modelos reprodujeron la misma cavidad de radiación observada en las mediciones, lo que reforzó la consistencia del resultado.
Wimmer-Schweingruber afirmó que no esperaba encontrar esta “sombra” o cavidad. Según él, el hallazgo comenzó a tener sentido después del análisis, pero provocó escepticismo inicial dentro del propio equipo, lo que llevó a la realización de varias pruebas antes de la conclusión final.
La repetición del patrón a lo largo de muchos ciclos lunares también fue importante para sustentar el descubrimiento. En lugar de una oscilación puntual, los datos mostraron una reducción vinculada a una posición específica de la Luna en su trayectoria alrededor de la Tierra.
Efecto amplía la influencia conocida del campo magnético terrestre
Las conclusiones apuntan a un escenario diferente de lo que se había considerado sobre el comportamiento de la radiación cósmica en el espacio entre la Tierra y la Luna. Hasta ahora, los científicos generalmente partían de la idea de que, después de cruzar la magnetosfera terrestre, los rayos cósmicos galácticos se distribuían de forma aproximadamente uniforme en esta región.
Según Wimmer-Schweingruber, el resultado muestra que la magnetosfera de la Tierra influye en el espacio incluso más allá de su propia extensión. El equipo esperaba algún efecto sobre la Luna en la magnetocola, la larga franja del campo magnético que se proyecta lejos del Sol en el lado nocturno de la Tierra, pero no preveía un fenómeno similar en la parte frontal de la magnetosfera, orientada hacia el Sol.
El investigador afirmó que estudios futuros, con conjuntos de datos más grandes, podrán definir mejor el tamaño y el comportamiento de esta cavidad.
Para él, esto puede ayudar a abrir camino para una fase más práctica de la exploración lunar, con decisiones operativas basadas en mediciones más detalladas de la radiación.
Como orientación inicial, Wimmer-Schweingruber resumió que lo mejor para los astronautas sería salir a la superficie lunar en las primeras horas de la mañana, en el horario local.
La evaluación reúne, en una misma recomendación, el dato científico observado por la Chang’e-4 y una posible aplicación directa en la planificación de las próximas misiones tripuladas.
Este artículo fue elaborado con base en un estudio divulgado en la revista Science Advances.
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