Nel prossimo decennio, entro il 2033, la NASA e la Cina intendono inviare astronauti su Marte per la prima volta nella storia. Ciò pone una serie di sfide, dalle questioni logistiche e tecniche all'assicurare che gli astronauti possano gestire i rifiuti e avere cibo e acqua sufficienti per un volo di più mesi su Marte e ritorno.
Ma, naturalmente, la salute e la sicurezza degli astronauti che trascorreranno mesi nello spazio saranno esposte alle radiazioni cosmiche e alla microgravità. Si teme addirittura che dopo diversi mesi in condizioni di microgravità, gli astronauti avranno problemi ad adattarsi alla gravità marziana.
Per determinare se queste paure sono giustificate, un team di esperti di medicina spaziale dell'Australian National University (ANU) ha sviluppato un modello matematico per prevedere se gli astronauti sarebbero stati in grado di viaggiare in sicurezza su Marte e svolgere i loro compiti all'arrivo sul Pianeta Rosso.
Il team di ricerca è stato guidato dal dottor Lex Van Loon, ricercatore presso l'ANU College of Health and Medicine (CHM). Come notano lui e i suoi colleghi nel loro studio, i potenziali pericoli per le missioni su Marte sono numerosi, ma la più grande minaccia potrebbe essere il tempo che gli astronauti trascorreranno in microgravità. Combinata con la radiazione distruttiva del Sole e delle sorgenti cosmiche, questa esperienza provocherà cambiamenti fondamentali nei loro corpi.
Sulla base di un'ampia ricerca condotta a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS), è noto che la microgravità causa la perdita di densità muscolare e ossea e influisce sulla funzione degli organi, sulla vista e sul sistema cardiopolmonare: il cuore e la sua capacità di pompare il sangue attraverso il sistema delle arterie e corpo delle vene
Come ha descritto Wang Loong, la loro ricerca è importante non solo per le missioni proposte su Marte, ma anche per il crescente settore spaziale commerciale: “Sappiamo che un viaggio su Marte richiederà dai sei ai sette mesi e può cambiare la struttura di i vasi sanguigni o la forza del tuo cuore a causa dell'assenza di gravità che si verifica a seguito dei viaggi nello spazio. Con l'avvento delle agenzie di voli spaziali commerciali come Space X e Blue Origin, le persone ricche ma non necessariamente sane hanno più opportunità di volare nello spazio, quindi vogliamo utilizzare modelli matematici per prevedere se una persona è in grado di volare su Marte".
La coautrice della dottoressa Emma Tucker, astrofisica e registrar di medicina d'urgenza, ha aggiunto che l'assenza di gravità prolungata può far rallentare il cuore perché non deve lavorare così duramente per superare la gravità e pompare il sangue in tutto il corpo: "Quando tu Quando sei sulla Terra, la gravità attira il fluido verso la metà inferiore del tuo corpo, quindi i piedi di alcune persone iniziano a gonfiarsi entro la fine della giornata. Ma quando vai nello spazio, quell'attrazione gravitazionale scompare, il che significa che il fluido si sposta nella metà superiore del tuo corpo e questo innesca una risposta che induce il corpo a pensare che ci sia troppo fluido.
Di conseguenza, inizi ad andare molto in bagno, a liberarti dei liquidi in eccesso, a non avere sete e a bere di meno, e quindi, nello spazio, diventi disidratato".
Ecco perché, ha detto Tucker, gli astronauti di ritorno dalla ISS svengono quando rientrano sulla Terra o devono essere trasportati su una sedia a rotelle. Più a lungo rimangono nello spazio, più è probabile che collassino quando tornano sulla Terra e più difficile sarà il processo di adattamento alla gravità terrestre.
Quando si tratta di missioni dirette su Marte, c'è l'ulteriore complicazione dei ritardi di comunicazione tra la Terra e Marte. A seconda delle posizioni del Sole, della Terra e di Marte, questi ritardi possono durare fino a 20 minuti, il che significa che gli astronauti devono essere in grado di svolgere i propri compiti senza l'assistenza immediata dei controllori di missione o degli equipaggi di supporto (comprese le cure mediche di emergenza).
Come ha spiegato Wang Loon: “Se un astronauta perde conoscenza la prima volta che esce dalla navicella spaziale, non ci sarà nessuno su Marte ad aiutarlo. Ecco perché dobbiamo essere assolutamente sicuri che l'astronauta sia pronto per il volo e possa adattarsi al campo gravitazionale di Marte. Devono essere in grado di operare in modo efficace ed efficiente con un supporto minimo durante quei primi minuti cruciali".
Il loro modello si basa su un algoritmo di apprendimento automatico, che a sua volta si basa sui dati degli astronauti raccolti durante le passate spedizioni a bordo della ISS e nelle missioni Apollo, per modellare i rischi associati a un viaggio su Marte.
I test hanno dimostrato che può imitare i cambiamenti emodinamici chiave nel sistema cardiovascolare dopo un volo spaziale a lungo termine e in condizioni di vari carichi gravitazionali e fluidi. E i risultati sono incoraggianti, poiché mostrano che gli astronauti possono funzionare dopo aver trascorso mesi in microgravità.
Sebbene l'attuale modello sia basato sui dati di astronauti di mezza età ben addestrati, i ricercatori sperano di espandere le sue capacità per includere i dati dei voli spaziali commerciali.
In definitiva, il loro obiettivo è creare un modello in grado di simulare gli effetti di viaggi spaziali prolungati su persone relativamente malate con malattie cardiache preesistenti o semplicemente su civili non addestrati. Sperano che questo modello dia un quadro completo di cosa accadrebbe se una persona "ordinaria" andasse nello spazio.
E chi lo sa? Potrebbe essere possibile modellare gli effetti a lungo termine della microgravità sullo sviluppo dei bambini e dei feti. Questa ricerca è fondamentale se vogliamo mandare esseri umani sulla luna, su Marte e in altri luoghi per vivere un giorno lì.
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