El concepto artístico de los humanos partió hacia Marte. Crédito de la imagen: NASA Haga Click para agrandar
Después de leer este artículo, es posible que nunca vuelva a mirar las bolsas de basura de la misma manera.
Todos usamos bolsas de basura de plástico; son tan comunes que apenas les damos un segundo pensamiento. Entonces, ¿quién habría adivinado que una bolsa de basura humilde podría ser la clave para enviar humanos a Marte?
La mayoría de las bolsas de basura domésticas están hechas de un polímero llamado polietileno. Las variantes de esa molécula resultan excelentes para proteger las formas más peligrosas de radiación espacial. Los científicos lo saben desde hace mucho tiempo. El problema ha sido tratar de construir una nave espacial a partir de las cosas débiles.
Pero ahora los científicos de la NASA han inventado un innovador material a base de polietileno llamado RXF1 que es aún más fuerte y liviano que el aluminio. "Este nuevo material es el primero en el sentido de que combina propiedades estructurales superiores con propiedades de blindaje superiores", dice Nasser Barghouty, científico del proyecto para el proyecto de blindaje contra la radiación espacial de la NASA en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales.
¿A Marte en una nave espacial de plástico? Por tonto que parezca, podría ser la forma más segura de hacerlo.
Menos es más
Proteger a los astronautas de la radiación del espacio profundo es un gran problema sin resolver. Considere una misión tripulada a Marte: el viaje de ida y vuelta podría durar hasta 30 meses y requeriría abandonar la burbuja protectora del campo magnético de la Tierra. Algunos científicos creen que materiales como el aluminio, que proporcionan un blindaje adecuado en la órbita de la Tierra o para viajes cortos a la Luna, serían inadecuados para el viaje a Marte.
Barghouty es uno de los escépticos: "Ir a Marte ahora con una nave espacial de aluminio es imposible de deshacer", cree.
El plástico es una alternativa atractiva: en comparación con el aluminio, el polietileno es un 50% mejor para proteger las erupciones solares y un 15% mejor para los rayos cósmicos.
La ventaja de los materiales plásticos es que producen mucha menos "radiación secundaria" que los materiales más pesados como el aluminio o el plomo. La radiación secundaria proviene del propio material de protección. Cuando las partículas de radiación espacial se estrellan contra los átomos dentro del escudo, desencadenan pequeñas reacciones nucleares. Esas reacciones producen una lluvia de subproductos nucleares (neutrones y otras partículas) que ingresan a la nave espacial. Es un poco como tratar de protegerse de una bola de boliche volando erigiendo una pared de alfileres. Evitas la pelota pero te arrojan alfileres. ¡Los "secundarios" pueden ser peores para la salud de los astronautas que la radiación espacial original!
Irónicamente, los elementos más pesados como el plomo, que las personas suelen asumir como la mejor protección contra la radiación, producen mucha más radiación secundaria que los elementos más ligeros como el carbono y el hidrógeno. Es por eso que el polietileno es un buen blindaje: está compuesto completamente de átomos ligeros de carbono e hidrógeno, lo que minimiza los secundarios.
Estos elementos más ligeros no pueden detener completamente la radiación espacial. Pero pueden fragmentar las partículas de radiación entrantes, reduciendo en gran medida los efectos nocivos. Imagínese escondiéndose detrás de una cerca de eslabones de cadena para protegerse en una pelea de bolas de nieve: aún recibirá algo de nieve mientras pequeños pedazos de bola de nieve estallan a través de la cerca, pero no sentirá el aguijón de un golpe directo de un duro -envasado whopper. El polietileno es como esa valla de alambre.
"Eso es lo que podemos hacer. La fragmentación, sin producir mucha radiación secundaria, es en realidad donde se gana o se pierde la batalla ”, dice Barghouty.
Hecho a la medida
A pesar de su poder de protección, las bolsas de basura ordinarias obviamente no servirán para construir una nave espacial. Así que Barghouty y sus colegas han estado tratando de reforzar el polietileno para el trabajo aeroespacial.
Así es como el investigador de Shielding Project, Raj Kaul, en colaboración con Barghouty, llegó a inventar RXF1. RXF1 es notablemente fuerte y liviano: tiene 3 veces la resistencia a la tracción del aluminio, pero es 2.6 veces más liviano, impresionante incluso para los estándares aeroespaciales.
"Dado que es un escudo balístico, también desvía los micrometeoritos", dice Kaul, quien previamente había trabajado con materiales similares en el desarrollo de armaduras de helicópteros. "Dado que es una tela, se puede colocar alrededor de los moldes y dar forma a componentes específicos de naves espaciales". Y debido a que se deriva del polietileno, también es un excelente escudo contra la radiación.
Los detalles de cómo se hace RXF1 son secretos porque está pendiente una patente sobre el material.
La fuerza es solo uno de los rasgos que deben tener las paredes de una nave espacial, señala Barghouty. La inflamabilidad y la tolerancia a la temperatura también son importantes: no importa cuán fuertes sean las paredes de una nave espacial si se derriten bajo la luz solar directa o se incendian fácilmente. El polietileno puro es muy inflamable. Se necesita más trabajo para personalizar RXF1 aún más para que sea resistente a las llamas y a la temperatura, dice Barghouty.
La línea de fondo
La gran pregunta, por supuesto, es la conclusión: ¿Puede el RXF1 transportar humanos a Marte de manera segura? En este punto, nadie lo sabe con certeza.
Algunos "rayos cósmicos galácticos son tan enérgicos que ninguna cantidad razonable de blindaje puede detenerlos", advierte Frank Cucinotta, Oficial Principal de Salud Radiológica de la NASA. "Todos los materiales tienen este problema, incluido el polietileno".
Cucinotta y sus colegas han realizado simulaciones por computadora para comparar el riesgo de cáncer de ir a Marte en un barco de aluminio frente a un barco de polietileno. Sorprendentemente, "no hubo una diferencia significativa", dice. Esta conclusión depende de un modelo biológico que estima cómo el tejido humano se ve afectado por la radiación espacial, y ahí radica el problema. Después de décadas de vuelos espaciales, los científicos aún no entienden completamente cómo reacciona el cuerpo humano a los rayos cósmicos. Sin embargo, si su modelo es correcto, podría haber pocos beneficios prácticos para el blindaje adicional que proporciona el polietileno. Esta es una cuestión de investigación en curso.
Debido a las muchas incertidumbres, los límites de dosis para los astronautas en una misión a Marte no se han establecido, señala Barghouty. Pero suponiendo que esos límites de dosis son similares a los límites establecidos para los vuelos de la estación espacial y el transbordador, cree que RXF1 podría proporcionar hipotéticamente un blindaje adecuado para una misión de 30 meses a Marte.
Hoy, al basurero. ¿Mañana a las estrellas? El polietileno puede llevarlo más lejos de lo que nunca imaginó.
Fuente original: Comunicado de prensa de la NASA
