Un astronauta artificial para tormentas solares

En 1972, los astronautas del Apolo escaparon por los pelos de una posible catástrofe. El 2 de agosto, una gran mancha solar apareció sin aviso y comenzó a estallar en una serie de erupciones en cadena que permanecieron activas durante más de siete días produciendo una ráfaga récord de radiación de protones desde el Sol. Afortunadamente, la tormenta tuvo lugar en la brecha entre las misiones Apolo 16 y 17 por lo que los astronautas la esquivaron. Sin embargo, los científicos todavía se preguntan: ¿qué habría sucedido si el margen de tiempo hubiera sido diferente?

(NASA)

Matroshka, en sus distintas fases de evolución.

Matroshka, el "torso fantasma", es una réplica en plástico del tronco del cuerpo humano, sin brazos ni piernas, pero que se corresponde exactamente con la densidad de los órganos y tejidos humanos. También dispone de auténticas células sanguíneas y, esto ya menos humano, su amputado cuerpo está remachado con cientos de sensores de radiación. Por todas estas cualidades, Matroshka se ha convertido en la clave del experimento que un equipo de científicos del Brookhaven National Laboratory en Upton, Nueva York, está desarrollando conjuntamente con la NASA. La agencia estadounidense está inmersa en programas para el envío de las primeras dotaciones avanzadas a la Luna, un paso más hacia el envío de humanos a Marte o a otros lugares del Sistema Solar, por lo que conocer exactamente los efectos de las tormentas solares extremas sobre estos exploradores se ha convertido en un pequeño paso, pero vital, para el éxito de la misión. Y ahí es donde entra en juego Matroshka.

Desde sus laboratorios terrestres, los científicos están recreando una tormenta de radiación de Sol artificial, produciendo haces de protones de alta energía que dirigen hacia el torso de Matroshka para comprobar sus efectos y saber cómo los astronautas se hubieran visto afectados por la tormenta del 72. En concreto, los investigadores utilizan las células de sangre real para calcular la cantidad de la radiación mínima que consigue dañar el material genético, el ADN. Los haces de protones de alta energía, al impactar sobre estas moléculas, consiguen romper las cadenas que las unen y, aunque las células pueden por lo general reparar los cortes, si se producen varias roturas en un corto período de tiempo, el daño puede ser irreparable. En el mejor de los casos, las células se dirigirán hacia la auto-destrucción, pero en el peor, comenzarán un proceso de crecimiento descontrolado y amorfo que les llevará a mutar en cancerosas.

(NASA)

El Brookhaven National Laboratory, en Upton, Nueva York.

Por otra parte, el experimento también analiza el efecto del impacto de la radiación a distinta profundidad (cuánto bloquea la propia piel y los músculos) y en distintos tejidos. Para ello, distribuyen las células sanguíneas en pequeños tubos en zonas sensibles, como el estómago y la médula ósea, y las entierran a distinta profundidad para saber si los puntos menos protegidos, fundamentalmente de la médula, se ven más afectados lo que elevaría el riesgo de leucemia y de otros cánceres. "En definitiva, queremos saber cómo de cerca se encuentran estas tormentas de ser exposiciones agudas peligrosas", explica Francis Cucinotta, director científico del programa de radiación del Johnson Space Center de la NASA. En la jerga de los expertos, la "exposición aguda" es breve pero muy intensa, exactamente igual que una erupción solar. Todo lo contrario a la "exposición crónica" que los astronautas normalmente experimentan en sus viajes por el espacio. Por su mayor duración y menor intensidad, la "exposición crónica" permite al organismo reparar o reemplazar las células dañadas, pero una "exposición aguda" da poco margen de tiempo para hacer frente a los daños.

"Los efectos biológicos son muy sensibles a las dosis recibidas. De hecho, una dosis de radiación emitida durante un corto periodo de tiempo es entre dos y tres veces más dañina que la misma cantidad repartida en varios días", explica Cucinotta. A primera vista, el caso de 1972 parecía entrar en la categoría de grave —después de todo fue una erupción solar— pero hay divergencias. Tras muchas deliberaciones, los científicos resolvieron que se trató de una emisión de radiación más larga pero menos impulsiva de lo normal. La exposición no habría sido entonces ni claramente aguda ni claramente crónica, sino en algún punto intermedio y es en este área gris donde los detalles sobre la cantidad de radiación que realmente impacta en los órganos vitales de una persona —quitando la que bloquean su traje espacial, la piel y los músculos— la que puede marcar la diferencia.

Esta misión, y una próxima que se realizará en el Centro Aeroespacial Alemán en Colonia, está ya aportando datos y cuando finalice ayudará, según los investigadores, a calcular el blindaje necesario para proteger a los astronautas reales e indicará la dirección a seguir en los tratamientos médicos que puedan ayudar a mitigar sus efectos. Y es que, a diferencia de un verdadero astronauta, Matroshka puede soportar múltiples tormentas sin efectos secundarios. Una rápida transfusión de células de la sangre y listo para otra explosión.

*Eugenia Angulo es periodista especializada y trabaja en la empresa de divulgación científica DIVULGA.