El gran reto para la astronáutica de este comienzo del siglo XXI es un viaje tripulado a Marte. En la actualidad y pese a todas las dificultades económicas y técnicas, se sigue trabajando en ello, y además de tener una flota de robots sobrevolando o rodando por el planeta rojo, la NASA ha puesto fecha en la década de 2030 y su director ha declarado ante la Comisión de ciencia, espacio y tecnología del Congreso de los Estados Unidos «Nuestro foco último es el viaje a Marte y todo lo demás se centra en eso».

El viaje a Marte tiene una complejidad extraordinaria. La duración mínima de un vuelo de ida y vuelta se calcula en 21 meses (9 meses cada viaje y 3 meses de trabajo en la superficie) por lo que hay que llevar comida, agua y equipo técnico con un peso considerable. Ninguna de las misiones de larga duración desarrolladas en el espacio hasta el momento ha estado tanto tiempo fuera de la Tierra, el récord lo tiene Valeri Polyakov con 437,7 días en la estación Mir. Por otro lado, Marte tiene una gravedad considerable, lo que implica que hay que llevar un «lander» con una cantidad importante de combustible para volver a despegar y viajar de vuelta a la nave principal que habrá seguido en órbita. Y aún habría que resolver problemas como las torres de lanzamiento y muchos otros.

Los cálculos realizados estiman que para una tripulación de seis personas harían falta 1500 toneladas de material. Puesto que las lanzaderas actuales pueden subir en cada viaje unos 25 toneladas, eso implica que haría falta unos 60 viajes. Aunque podamos mejorar nuestros propulsores parece imposible que podamos hacer despegar una nave a Marte de una pieza. Haría falta poner en órbita distintos módulos y ensamblarlos allí. La opción de que el viaje sea solo de idea no presenta menores dificultades: agua, comida y aire durante años es un reto impresionante.

Las últimas noticias no han sido buenas. Las neuronas maduras parece que son especialmente sensibles a los núcleos de alta energía que incluyen los rayos cósmicos. Un estudio financiado por la NASA ha visto que los ratones expuestos a una radiación comparable a la que afectaría a los astronautas en una misión a Marte muestran lesiones cerebrales microscópicas que afectarían a funciones tales como la toma de decisiones o la memoria y dejaría a los astronautas confusos, con problemas para recordar las instrucciones y la formación recibida y con reacciones más lentas de lo normal, cosas que podrían afectar seriamente a la supervivencia de la tripulación y al éxito de la misión.

El Mars Science Laboratory, en su viaje hacia Marte midió la radiación y encontró que la exposición era similar a recibir un TAC, un tipo de escáner, cada 5-6 días (1,2 rem). Eso implicaría que en un vuelo de ida y vuelta de 21 meses de duración recibirían unos 140 rem. Para hacernos una idea, el máximo permitido para una persona que trabaje con materiales nucleares es de 5 rem al año mientras que una dosis de 500 rem mata a la mitad de la gente que la recibe a lo largo de un mes. La radiación del espacio profundo es una mezcla de los llamados rayos gamma, protones de alta energía y rayos cósmicos. En la Tierra, la atmósfera y el campo magnético bloquean o deflectan la mayor parte de esta radiación y nos protegen de sus efectos. Estas partículas del espacio profundo al contrario que las radiaciones terrestres generan daño en las células y tejidos que atraviesan. Los astronautas de las misiones Apolo comentaban que al cerrar los ojos veían flashes de luz, que correspondían a esos rayos cósmicos llegando hasta sus retinas tras atravesar sus ojos o sus cabezas.

Aunque el efecto de la radiación en el espacio ha sido uno de los temas clave de la investigación para misiones de larga duración, no era fácil replicar las condiciones de un vuelo prolongado, algo que finalmente ha hecho un grupo de investigadores exponiendo a ratones en el Laboratorio Nacional de Brookhaven, a dosis muy bajas (entre 5 y 1,0 Gy/min) de partículas de alta velocidad (16O and 48Ti) a 600 MeV/amu. Seis semanas más tarde, estudiaron los ratones irradiados encontrando en el estudio de comportamiento que mostraban menos curiosidad, no exploraban tanto, eran menos activos y se confundían con más facilidad que ratones similares no irradiados.

El estudio neurohistológico encontró que los ratones tenían daños en las neuronas (reducción de la complejidad dendrítica y de la densidad de espinas) y alteraciones sinápticas en zonas asociadas con la memoria y la toma de decisiones como el hipocampo y la corteza prefrontal. No es sorprendente, los pacientes con tumores cerebrales que son sometidos a radioterapia suelen desarrollar déficits cognitivos de los que no hay una recuperación posterior. El estudio mostraba también que un número reducido de partículas es capaz de afectar a un gran número de tipos neuronales y circuitos sinápticos y los datos observados también confirman que los déficits que se producen en el aprendizaje y la memoria persisten largo tiempo después de la exposición a la radiación. La solución sería blindar la nave pero harían falta unas paredes de 25 cm de espesor de plomo, medio metro de acero o 3 metros de agua, algo que aumentaría tanto el peso que lo haría inviable.

La solución lógica es lo que estamos haciendo, explorar Marte con robots pero está en nuestra naturaleza querer explorar otros mundos, pisar suelos donde nadie ha estado antes. Aun así, parece que estamos demasiado «verdes» para pensar en Marte, desde 1972 no hemos vuelto a la Luna, seguimos sin disponer de un sistema para poner cargas en órbita a un precio razonable y no sabemos cómo solucionar los problemas de salud de los astronautas. Pese a todo, tenemos que seguir mirando a las estrellas. Sagan, en el décimo aniversario de Cosmos, decía así: «Al explorar otros mundos, protegemos éste. Por sí mismo, creo que este hecho justifica de sobra el dinero que nuestra especie ha gastado en enviar naves a otros mundos. Es nuestro destino vivir durante uno de los capítulos más peligrosos y, al mismo tiempo, más esperanzadores de la historia humana».

Para leer más:

  • Hotz RL (2015) Study: Deep-Space Radiation Could Damage Astronauts' Brains. Wall Street Journal. 1 de mayo. http://www.wsj.com/articles/study-deep-space-radiation-could-damage-astronauts-brains-1430503356
  • Parihar VK, Allen B, Tran KK, Macaraeg TG, Chu EM, Kwok SF, Chmielewski NN, Craver BM, Baulch JE, Acharya MM, Cucinotta FA, Limoli CL (2015) What happens to your brain on the way to Mars. Science Advances 1(4): e1400256. http://advances.sciencemag.org/content/1/4/e1400256
  • http://image.gsfc.nasa.gov/poetry/venus/q2811.html

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José Ramón Alonso
José Ramón Alonso

Doctor en Neurobiología por la Universidad de Salamanca. Catedrático de Biología celular y director del Laboratorio de Plasticidad y Neurorreparación en la misma universidad en la que también fue Rector. Escribe en medios de comunicación españoles e internacionales y es autor de varios libros sobre neurociencia.

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