L’uomo nello spazio: dai gemelli Kelly alle missioni su Marte

Come interagisce l’uomo nello spazio? É quello che si chiede la NASA in vista dei prossimi passi dell’umanità verso i futuri traguardi dell’esplorazione spaziale. Sperimentazioni su larga scala cercano da anni di far luce sulla risposta umana sia dal punto di vista fisico che mentale-comportamentale. I risultati derivati dai famosi gemelli astronauti e dalle simulazioni di missioni su altri corpi celesti potranno facilitare la progettazione delle future spedizioni.

Gli effetti sull’uomo nello spazio per un viaggio più sicuro

Una missione standard all’interno della Stazione Spaziale Internazionale dura circa 6 mesi. Dopo un ventennio di continue spedizioni abbiamo appreso molto riguardo alla risposta psicofisica degli astronauti. La permanenza oltre l’orbita bassa terrestre presuppone un allungamento dei tempi: basti pensari ai 2 o 3 anni necessari per compiere missioni su Marte. L’obiettivo è avere maggiori dati biomedici, comportamentali e prestazionali validi per almeno 400 giorni.

“Per trarre conclusioni sugli effetti cumulativi dell’esposizione allo spazio, abbiamo bisogno di osservare più astronauti che trascorrono più tempo nell’ambiente spaziale. Gli scienziati possono utilizzare le informazioni per prevedere le tendenze della salute fisica e comportamentale”

John Charles, Ph.D., direttore associato per la pianificazione della ricerca esplorativa del programma di ricerca umana al Johnson Space Center della NASA

Sono già a lavoro team in tutto il mondo che, sotto la supervisione della NASA, hanno presentato programmi di studio per varie aree identificate come oggetto di analisi: radiazioni spaziali, isolamento e confinamento, interfaccia con ambienti ostili, distanza dalla Terra e gravità. Ecco qual è lo scopo del programma HRP (Human Research Program) della NASA: indagare metodi e tecnologie rivolte all’uomo per i prossimi viaggi verso le stelle!

I risultati dello studio sui gemelli Kelly

Avevamo già parlato dell’innovativa missione della NASA che ha visto coinvolti due gemelli astronauti. I fratelli Scott e Mike Kelly sono stati selezionati per uno studio comparato: Scott ha trascorso un anno sulla ISS, mentre Mark è rimasto sulla Terra come soggetto di controllo. I risultati sono ancora parziali, ma vediamo cosa è stato scoperto sino ad ora:

• Variazione della dimensione dei telomeri. I telomeri sono le terminazioni dei cromosomi e tendono ad accorciarsi con l’avanzare dell’età. Sembra che la permanenza nello spazio abbia aumentato la lunghezza media; l’effetto è durato fino a 2 giorni dopo il rientro. Il team non è ancora certo dell’effetto perchè potrebbe essere dovuto al bilancio calorico durante la missione.
• Effetti sull’abilità cognitiva: il confronto tra le abilità cognitive prima, durante e post missione tra i due fratelli è rimasto invariato. Scott, il fratello “spaziale” ha avuto un prevedibile calo della precisione e della velocità dovuto alle condizioni di microgravità.
• Risposte immunologiche al vaccino influenzale. I risultati hanno prodotto effetti simili in ambienti diversi per i due gemelli: gli effetti immunostimolanti sono gli stessi sia a terra che sull’ISS.
• Interazioni sull’RNA e DNA. Le condizioni spaziali hanno prodotto risposte genetiche: attività immunitaria iperattiva, risposta a stati di ipossia, alterazione del DNA, coagulazione del sangue e formazione ossea alterata. Il 93% dell’espressione genica sembra essere tornato normale dopo il rientro sulla Terra.
• Influenza sull’aterosclerosi. Il team ha studiato i marcatori metabolomici e genomici dell’aterosclerosi. I marcatori di Scott erano elevati, indici dello stato infiammatorio che ha poi coinvolto le funzioni vascolari. Gli studi devono determinare se si tratta di uno stato reversibile o una progressione accelerata dell’aterosclerosi in Scott rispetto a Mark.
• Proteine nelle urine. La variazione dell’espulsione di proteine permette di capire lo stato di disidratazione del corpo umano durante la missione spaziale.

HERA: Simulare una missione su Phobos, la luna di Marte

Dal 1 Ottobre 2021, 4 volontari si sono isolati all’interno di un ambiente protetto presso il Johnson Space Center della NASA a Houston. L’obiettivo è simulare una missione su Phobos della durata di 45 giorni. In questo caso l’obiettivo primario è quello di testare l’operatività a bordo in seguito ai ritardi di comunicazione tra la Terra e la posizione virtuale della missione: si arriverà fino ai 5 minuti. Questo è solamente una delle 15 campagne di test previste.

Gli sforzi sono orientati per supportare l’avanzamento tecnologico degli ultimi decenni, che di fatto allarga i nostri confini potenzialmente raggiungibili. É necessaria quindi, anche una maggiore comprensione di come il sistema-uomo reagisce a stimoli extra-terrestri. Il programma HRP vuole approfondire la relazione tra uomo e spazio: la preparazione alle prossime missioni continua.