Utilizando datos recopilados originalmente para la ‘limpieza’ de las naves espaciales a bordo de las misiones Rosetta y Mars Express de la ESA, los científicos han revelado cómo se comportan en Marte y en todo el Sistema Solar interior intensos estallidos de radiación de alta energía, conocidos como rayos cósmicos.
La mayoría de las naves espaciales y los componentes recopilan datos de limpieza y los equipos de ingeniería los utilizan para monitorizar el estado de las naves espaciales y diagnosticar fallos (registrando parámetros como el estado de los componentes y el estado de encendido / apagado, por ejemplo). Dichos datos podrían estar vinculados a fenómenos científicamente interesantes y, por lo tanto, representan un valioso recurso científico que permanece en su mayoría inexplorado.
Los objetos en el espacio son golpeados regularmente por partículas cargadas que fluyen desde la Vía Láctea más amplia, incluidos los rayos cósmicos. Éstos pueden causar daños electrónicos si golpean el hardware espacial y amenazan la salud humana en misiones tripuladas a la órbita terrestre, cuando los astronautas están menos protegidos de la radiación de la atmósfera de nuestro planeta. La amenaza que suponen los rayos cósmicos será aún mayor para las misiones tripuladas que se aventurarán más al espacio, por ejemplo, a la Luna y a Marte.
Para controlar la salud de las naves espaciales, las misiones espaciales registran cuándo los rayos cósmicos golpean una computadora a bordo y causan errores de memoria, algo conocido como detección y corrección de errores (EDAC).
Mars Express y Rosetta
“Mars Express ha estado recopilando estas medidas desde su lanzamiento. Accedimos a los datos recopilados desde 2005, lo que nos brindó un increíble conjunto de datos de 15 años que abarca casi toda la vida útil de la misión, una verdadera rareza”, dice Elise Wright Knutsen, autora principal del nuevo estudio, anteriormente aprendiz en el Centro Europeo de Investigación y Tecnología Espacial de la ESA (ESTEC), y ahora en LATMOS / IPSL, Francia.
Algunos factores influyen en la intensidad de los rayos cósmicos que vemos en el Sistema Solar, incluido el lugar en el que nos encontramos en el ciclo de actividad periódico de 11 años del Sol. “Pudimos explorar la relación entre el Sol y los rayos cósmicos en detalle gracias a los datos de EDAC de dos misiones destacadas de la ESA: Mars Express y Rosetta”, dice Elise. “Esta es la primera vez que los datos de EDAC se han utilizado de esta manera; se han utilizado antes para explorar eventos solares a corto plazo, pero nunca a largo plazo”.
Elise y sus colegas utilizaron los datos de EDAC de las dos misiones para caracterizar cómo cambió el comportamiento de los rayos cósmicos a lo largo del ciclo de actividad de nuestro Sol en Marte (comparando los datos de Mars Express EDAC con los datos correspondientes sobre las manchas solares y del monitoreo basado en la Tierra), y para revelar cómo la cantidad de rayos cósmicos detectados en el interior del Sistema Solar varía con la distancia al Sol (al comparar los datos de EDAC de Rosetta y Mars Express). Rosetta orbitó alrededor del Sistema Solar durante 10 años, en su punto más lejano, más allá de la órbita de Júpiter, antes de llegar a su cometa objetivo, recopilando datos en una amplia gama de distancias del Sol.
“Descubrimos que los rayos cósmicos se comportan de manera muy similar con respecto al Sol en Marte que en la Tierra, y están fuertemente influenciados por el ciclo solar”, agrega Elise. “A medida que el Sol se vuelve más activo y alberga más manchas solares, vemos menos rayos cósmicos, ya que nuestra estrella desvía más de ellos. Sin embargo, esta ‘anticorrelación’ se observa alrededor de 5,5 meses después, no es inmediata, y la razón de este retraso sigue siendo una intrigante pregunta abierta “.
La comparación de las mediciones de EDAC de Mars Express y Rosetta también mostró que los recuentos de rayos cósmicos aumentan en alrededor del 5% por ‘unidad astronómica (AU)’, siendo una AU la distancia entre la Tierra y el Sol.
Los datos in situ, especialmente los datos científicos, son raros en gran parte del Sistema Solar y las observaciones de la radiación alrededor de otros cuerpos planetarios son relativamente escasas. Aunque las naves espaciales no realizan observaciones científicas de rutina mientras navegan por el espacio en ruta hacia su destino, siempre están recopilando datos de mantenimiento.
“Este estudio enfatiza el inmenso valor de archivar este tipo de datos y es un gran ejemplo del uso de una nave espacial como instrumento científico”, dice el científico planetario de la ESA Olivier Witasse. “Este enfoque nos permite hacer ciencia sin que los instrumentos de investigación centrales de una nave espacial estén siquiera encendidos, una opción particularmente relevante y emocionante para cruceros interplanetarios largos, cuando los instrumentos a menudo permanecen inactivos mientras esperan la misión que tienen por delante”, añade.
“Potencialmente podemos usar todas y cada una de las naves espaciales de esta manera, no solo aquellas equipadas con sensores particulares. Esto abre un nuevo campo de posibilidades para que las misiones actuales y futuras de la ESA descubran aún más sobre el entorno espacial”, concluye Witasse.
El rango de distancias al Sol cubiertas por las observaciones de EDAC se está expandiendo con las misiones Gaia, BepiColombo y las próximas Juice (JUpiter ICy moons Explorer) de la ESA.
