Come si allenano gli astronauti nello spazio in microgravità?

Dopo anni di studio e duro addestramento, gli astronauti si trovano sulla rampa di lancio e sono pronti a partire. I motori sotto di loro si accendono e il countdown arriva allo zero: lift-off. Una volta raggiunta la ISS (International Space Station) dovranno occuparsi di portare avanti diversi esperimenti e studi scientifici. Oltre al lavoro e ai momenti per mangiare e riposarsi, sono previste sessioni di allenamento per circa 2 ore al giorno. Infatti, mantenersi in forma è importante anche nello spazio. Anzi è più importante, perché vivere in condizioni di microgravità per lunghi periodi di tempo può causare diversi disturbi all’organismo. Questo a meno che non ci si alleni costantemente cercando di mantenere un buon tono muscolare. Ma sulla Terra abbiamo la gravità che ci permette di sentire i pesi e allenarci senza problemi, nello spazio, invece, è diverso: tutto fluttua. Quindi, come si allenano gli astronauti nello spazio?

Palestra con microgravità: come si allenano gli astronauti nello spazio

L’allenamento per gli astronauti sulla ISS è fondamentale e la loro palestra spaziale è fatta solo da tre macchinari. Queste macchine sono una cyclette, un tapis roulant e ARED (Advanced Resistive Exercise Device) un attrezzo multiuso.

ARED permette, dunque, agli astronauti di allenarsi simulando il peso di bilancieri o manubri che, ovviamente, non “funzionerebbero” in microgravità. Questo attrezzo è formato da un braccio meccanico libero di muoversi su tre assi, una pedana e un sellino. In questo modo, gli astronauti possono utilizzarlo per allenarsi in tre modalità diverse:

• Possono sedersi sul sellino e sollevare il braccio meccanico con entrambi le mani per allenare braccia e spalle
• Per allenare gambe, cosce e glutei, invece, basta fissare il braccio alla pedana e spingerla con le gambe facendo degli squat
• L’ultima modalità prevede di usare una barra corta legata ad un cavo ancorato, a sua volta, alla pedana e tirare questo manubrio per allenare schiena, tricipiti e addominali.

Insomma, nessun gruppo muscolare viene tralasciato. Ecco come si allenano gli astronauti nello spazio.

La corsa: ecco come la allenano gli astronauti nello spazio

Per quanto noioso possa essere, il tapis roulant è un attrezzo importante per l’allenamento, soprattutto per gli astronauti sulla ISS. Infatti, questo è un altro macchinario con cui si allenano gli astronauti nello spazio ed è mirato al mantenimento e alla salute del sistema cardiovascolare, muscolare e scheletrico.

Ovviamente, il tapis roulant non può funzionare come sulla Terra dove la gravità ci tiene incollati a terra. Infatti, gli astronauti devono usare un’imbracatura con elastici che applica un carico sulle loro spalle e sui fianchi permettendo loro di non fluttuare per tutto il modulo. Il carico applicato varia in base al peso dell’astronauta e al momento della missione. All’inizio della missione, il carico è al 60% del peso corporeo dell’astronauta, poi viene aumentato fino a raggiungere dall’85% al 100% del peso. Dunque, per allenarsi è sufficiente indossare l’imbracatura, regolare il carico e cominciare a correre.

Una bici spaziale per gli astronauti

Tra i vari macchinari presenti nella palestra dell’ISS, non può mancare una cyclette. Anche questo attrezzo viene utilizzato a beneficio del sistema cardiovascolare e, esattamente come il tapis roulant, la cyclette necessita di essere adattata. Infatti, questa bici con cui si allenano gli astronauti nello spazio è leggermente diversa da una normale cyclette.

Il corpo macchina consta di solo un pezzo cubico con i pedali. L’astronauta che deve allenarsi, non deve far altro che sedersi, fissare i piedi ai pedali con una clip e indossare l’imbracatura posteriore per rimanere ancorato alla macchina. Infine, una volta afferrate le maniglie per non perdere l’equilibrio, può cominciare a pedalare.

Indipendentemente da quale attrezzo utilizzino, nelle loro sessioni di allenamento, gli astronauti continuano ad essere monitorati. Infatti, un computer portatile tiene sotto controllo la loro frequenza cardiaca e gli altri parametri vitali.

Come si allenano gli astronauti nello spazio? Grazie ad ARED

L’attrezzo ARED che usano gli astronauti sulla Stazione Spaziale Internazionale riesce a simulare il peso dei bilancieri e dei manubri, permettendo agli astronauti di allenarsi. Ma come funziona questa macchina con cui si allenano gli astronauti nello spazio?

ARED si basa su un meccanismo di resistenza costituito da una coppia di cilindri a vuoto. I pistoni, muovendosi all’interno dei cilindri forniscono la resistenza necessaria per allenarsi. Le aste dei pistoni sono, infatti, collegate al braccio principale che viene utilizzato per svolgere gli esercizi. Oltre a questo carico resistivo, un secondo sistema fornisce un carico inerziale. Questo secondo meccanismo è un gruppo volano rotante che imita il carico inerziale di un peso libero. Il carico è modificato tramite una maniglia di regolazione che, ruotandola, sposta il punto di attacco delle bielle, modificando così la lunghezza del braccio di leva. Per gli esercizi con la barra, la leva può fornire carichi da 0 a 600 libbre (circa 2670 N) e per gli esercizi coi cavi fino a 150 libbre (circa 670 N).

La strumentazione di ARED

Per poter gestire e variare i vari carichi simulati, ARED necessita di diversi sensori di forza. Nella piattaforma sono presenti sensori di forza triassiali in grado di registrare la forza lungo i tre assi. Mentre, il braccio di sollevamento alloggia dei sensori di carico che misurano le forze unidirezionali e il gruppo della base del braccio ha sensori di rotazione. Oltre ai sensori, ARED è fornito di un sistema di isolamento delle vibrazioni VIS (Vibration ISolation).

Un sistema di molle e smorzatori capace di ridurre le vibrazioni e le forze trasmesse dal macchinario alla ISS durante l’allenamento. Dunque, in questo ambiente controllato gli astronauti possono eseguire ben 29 diversi esercizi. Tra questi: dead lift, squat, sollevamento del tallone, abduzione e adduzione dell’anca, panca, curl bicipiti ed estensione tricipiti. Così è come si allenano gli astronauti nello spazio.

Perché gli astronauti si allenano nello spazio?

Dopo aver visto come si allenano gli astronauti nello spazio, rimane da capire perché l’allenamento sia così importante. La differenza principale tra lo stare in orbita e stare sulla Terra è l’assenza di gravità. La gravità è una forza che da resistenza ai muscoli e alle ossa del nostro corpo. In questo modo, muovendoci, il nostro corpo rimane abbastanza forte da poter sostenere il nostro peso. Inoltre, il cuore e tutto il sistema cardiovascolare deve lavorare di più per vincere la forza di gravità e trasportare il sangue in tutto il corpo.

Tutto questo non accade nello spazio. Infatti, ossa e muscoli degli astronauti non devono reggere il peso del corpo e il cuore può lavorare con meno fatica. È necessario, dunque, che gli astronauti si allenino durante la loro permanenza nello spazio per evitare conseguenze spiacevoli una volta tornati sulla Terra. Nello spazio le ossa diventano più fragili e i muscoli più deboli. Allenandosi riescono a mitigare il deterioramento delle ossa e a mantenere la forza nei muscoli e nel cuore.