L’umanità progetta di andare sulla Luna ed oltre nei prossimi due decenni. Ma mentre la nostra tecnologia fa progressi costanti verso questi ambiziosi obiettivi, i nostri corpi possono essere l’unico vero ostacolo per i viaggi nello spazio sulle lunghe distanze. Un articolo pubblicato sulla rivista ENeuro rivela alcuni “potenziali problemi inattesi” con cervelli dei mammiferi che potrebbero significare che non siamo pronti ad intraprendere viaggi nello spazio.

Utilizzando una nuova struttura a radiazioni “a basso dosaggio” situata presso la Colorado State University, un team di scienziati ha osservato che i topi, dopo avere trascorso mesi esposti a radiazioni simili a quelle che si trovano nello spazio profondo, iniziano a comportarsi in modo strano.

I topi coinvolti nello studio hanno mostrato “gravi disabilità” nell’apprendimento e nella memoria e sono diventati estremamente ansiosi. Il team ha anche riscontrato cambiamenti fisici nel cervello dei topi che potrebbero spiegare i cambiamenti.

Nel documento, scritto da Charles Limoli, professore di oncologi presso la UC Irvine School of Medicine, il team sostiene che le sue scoperte “comprometterebbero chiaramente le capacità degli astronauti che hanno bisogno di rispondere rapidamente, in modo appropriato ed efficiente a situazioni impreviste che potrebbero verificarsi nel corso di una missione su Marte“.

Questo studio è stato condotto su topi, quindi non possiamo dire con certezza che i risultati si applicheranno agli umani. Tuttavia, arriverà un momento cruciale. Ad aprile i risultati dello studio sui gemelli effettuato dalla NASA hanno mostrato che l’astronauta Scott Kelly,  dopo avere trascorso un anno a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, ha subito alcuni piccoli cambiamenti fisiologici rispetto al suo gemello terrestre, ma nulla di  irreversibile o pericoloso per la vita. Tali scoperte suggeriscono che gli umani reagiscono bene durante le missioni spaziali estese nell’orbita terrestre bassa, il che è un buon punto di partenza.

L’orbita terrestre bassa, però, è una cosa, ma andare su Marte (e oltre) è un’altra cosa. Le missioni nello spazio profondo dovranno fare i conti con la radiazione cosmica galattica (GCR), particelle che stanno accelerando così velocemente da essere spogliate dei loro elettroni, che lasciano indietro solo il nucleo. Quelle particelle possono “passare praticamente senza ostacoli attraverso una navicella spaziale tipica o la pelle di un astronauta“, ponendo minacce alla salute umana, ha osservato la NASA.

Limoli e il suo team della UC Irvine hanno cercato di imitare al meglio questo ambiente inospitale confinando i topi per sei mesi in una struttura dove sono rimasti esposti a radiazioni a basso dosaggio. Non è perfetto, ma sostengono che il loro protocollo di esperimento “simula ragionevolmente le esposizioni di GCR durante una missione prolungata nello spazio profondo“.

Nel tempo, hanno osservato preoccupanti cambiamenti fisici e comportamentali. In particolare, hanno visto che i neuroni nell’ippocampo dei topi esposti alle radiazioni erano molto meno eccitabili di quanto non fossero nei topi di controllo. Tale effetto ha creato una riduzione della segnalazione, che secondo loro spiega alcuni cambiamenti comportamentali nei topi sottoposti a test di memoria e interazione sociale.

Ma hanno anche notato che anche il potenziamento a lungo termine dei neuroni nell’ippocampo è stato ostacolato. Il potenziamento a lungo termine è una forma di plasticità cerebrale che permette a due neuroni di “imparare” a interagire formando una forte connessione che si ritiene sostenga l’apprendimento e la memoria. L’esposizione a lungo termine alle radiazioni, notano questi autori, sembra interrompere questo processo cruciale.

Gli autori, comunque, osservano che la traduzione di una scoperta sul cervello di un topo in qualcosa che la NASA può utilizzare per aiutare a informare i viaggiatori dello spazio umani “rimane ancora una sfida“. Le radiazioni spaziali possono anche influenzare persone diverse in modi diversi, ma in base ai loro calcoli nei topi, il il team stima che un numero significativo di astronauti potrebbe avere difficoltà con le funzioni cognitive (come ad esempio la memoria) quando saranno nello spazio profondo:

“Pertanto, in un equipaggio di cinque astronauti che viaggiano su Marte, ci aspetteremmo che almeno un membro mostrasse gravi deficit delle funzioni cognitive al rientro sulla Terra“, scrivono i membri del team.

Considerando che gli imprenditori spaziali stanno già progettando di costruire vere e proprie colonie su Marte, l’idea che una persona su cinque possa avere grossi problemi cognitivi durante il viaggio potrebbe rappresentare un enorme ostacolo. Ma non insormontabile. Anche se gli autori descrivono questi rischi specifici come “imprevisti“, la NASA è consapevole da anni della sfida rappresentata dalle radiazioni dello spazio profondo e sta attivamente cercando soluzioni.

Ad esempio, nel 2003 la NASA ha finanziato il Brookhaven National Lab di New York per creare il NASA Space Radiation Laboratory, che, come il progetto di Limoli, inizialmente aveva lo scopo di valutare i rischi da radiazioni simili a quelle dello spazio profondo. L’idea è che man mano che riusciremo a gestire meglio i rischi, la priorità della ricerca “passerà dalla valutazione del rischio allo sviluppo delle contromisure“.

In effetti, il tempo stringe. Diverse stime suggeriscono che gli umani arriveranno su Marte (e rimarranno lì) entro i prossimi due decenni. Ma si spera di riuscire ad escogitare le necessarie contromisure nei tempi giusti.

Abstract:

Mentre la NASA progetta una futura missione su Marte, sono emerse preoccupazioni riguardo ai rischi per la salute associati all’esposizione alle radiazioni nello spazio profondo. Fino ad ora, gli impatti di tali esposizioni sono stati osservati negli animali solo dopo esposizioni acute, utilizzando dosi di circa 1,5 ± 105 88 superiori a quelli effettivamente riscontrati nello spazio. Utilizzando una nuova struttura di irradiazione di neutroni a basso dosaggio, abbiamo scoperto che esposizioni realistiche a basso tasso di dosaggio producono gravi complicanze neurocognitive associate a neurotrasmissione compromessa. L’esposizione cronica (6 mesi) a bassa dose (18 cGy) e la velocità di dose (1 mGy / giorno) di topi a un campo misto di neutroni e fotoni determinano una ridotta eccitabilità neuronale dell’ippocampo e interruzione dell’ippocampo e potenziamento corticale a lungo termine. Inoltre, i topi hanno mostrato gravi disabilità nell’apprendimento e nella memoria, e l’emergere di comportamenti di autoprotezione. Le analisi comportamentali hanno mostrato un allarmante aumento del rischio associato a queste simulazioni realistiche, rivelando per la prima volta alcuni potenziali problemi inattesi associati al viaggio nello spazio profondo a tutti i livelli della funzione neurologica.

Fonte: Inverse

Il modulo lunare Russo

Pesante 5,5 tonnellate e alto poco meno 5 metri, il modulo lunare sovietico Lunnyj Korabl (LK) era composto essenzialmente da due parti distinte, una piattaforma per l’atterraggio morbido e una cabina pressurizzata in grado di ospitare un solo cosmonauta. Il modulo di atterraggio era dotato di un motore di 24 kN a tetrossido di azoto e dimetilidrazina che aveva il compito di rallentare nelle fasi di avvicinamento al suolo lunare e di consentire anche il decollo della sola cabina nella fase di ritorno lasciando sulla Luna la base con le quattro gambe che costituivano il carrello di atterraggio, un sistema più semplice di quello utilizzato dai moduli lunari statunitensi, composti da due stadi separati, uno di discesa e uno di risalita ma con un’importante innovazione visto che il modulo LK era dotato di un motore di riserva, che in caso di malfunzionamento del motore principale, avrebbe assicurato il decollo del cosmonauta dal suolo lunare.

All’epoca i sovietici avevano studiato anche la realizzazione di una cosmonave più grande capace di condurre sulla Luna tre cosmonauti. Tuttavia, questa ipotesi avrebbe richiesto il lancio contemporaneo di due vettori N-1 e le spese troppo elevate, assieme alla cancellazione successiva del programma, ne causarono la chiusura.

Il modulo lunare LK fu visto per la prima volta oltre vent’anni dopo da un gruppo di ingegneri aerospaziali guidati dal professor Jack L. Kerrebrock, del Massachussets Institute of Technology (MIT), che alla fine degli anni Ottanta si erano recati in visita ai colleghi dell’Istituto Moscovita per l’Aviazione. All’interno di un magazzino dell’istituto, i tecnici americani poterono vedere e fotografare il modulo lunare sovietico perfettamente conservato. Furono i primi occidentali a poterlo fare.

Il piccolo modulo lunare LK portava pochi strumenti scientifici e pochissimo carburante a bordo, che avrebbe consentito un breve tentativo di allunaggio di 20 secondi e un unico tentativo per ricongiungersi alla cosmonave in orbita lunare.

La missione UR500K/L1

All’epoca era stato progettato un secondo vettore che era entrato in competizione con l’N-1 di Korolëv. Il vettore era l’UR-500 ed era stato ideato inizialmente come missile balistico intercontinentale dalla fertile mente dell’ingegnere Valentin Gluško, capace di trasportare testate nucleari da 100 megatoni su distanze di oltre 13.000 chilometri. Venne impiegato nei test sperimentali della “bomba tsar” agli inizi degli anni Sessanta. Il suo esordio avvenne nel 1964, dopodiché il missile subì ulteriori modifiche fino a raggiungere la versione attualmente utilizzata con successo dall’Agenzia Spaziale Russa.

Nella versione prevista per le missioni di circumnavigazione lunare, il vettore UR500K/L1 era un tri stadio alto 44,3 metri. Il primo stadio dal peso di 450 tonnellate era dotato di sei motori RD-253 progettati da Gluško ciascuno dei quali collegato ad un proprio serbatoio di propellente di diametro di 2 metri. Durante l’accensione, per circa 120 secondi, i motori producevano una spinta di 8.767 kN.
Il secondo stadio alto 17 metri e dal peso di 170 tonnellate e con un diametro di 4,2 metri era dotato di tre RD-465 (RD-0208) ed un RD-468 (RD-0209), tutti progettati dal bureau OKB-154 di Semyon Kosberg. generava una spinta di 2.402 kN per la durata di circa 215 secondi.

L’ultimo stadio misurava solo 6,6 metri e aveva un unico motore, un RD-473 da 628 kN. Per correggere l’assetto era invece fornito di sei piccoli razzi Vernier.
Il compito di questo vettore era inserire in orbita terrestre per il volo translunare il blocco D e l’astronave L-1 Zond.

Durante ii lanci con equipaggio, la sonda era sormontata da un sistema di emergenza che, in caso di pericolo sulla rampa, avrebbe automaticamente allontanato la nave portando in salvo l’equipaggio. Il vettore UR500K/L1 era controllato da un sistema elettronico ideato da Nikolai Pilugin, membro del bureau NII-855.

Il progetto fu approvato dalle autorità sovietiche che consentirono l’avvio della produzione dei veicoli con l’obiettivo di circumnavigare la Luna entro il 1967, un anno prima degli americani che la circumnavigarono alla fine del 1968 con la missione spaziale Apollo 8.

Furono, però, gli americani a compiere l’impresa, appunto nel 1968, a causa dell’incidente capitato alla Sojuz 1, e altri problemi di affidabilità comportarono ulteriori rinvii. Il vettore in seguito fu aggiornato prendendo il nome di Proton. Tali aggiornamenti, apportati dal direttore dell’OKB-52 Vladimir Chelomej furono la risposta agli sviluppi del super-vettore di Korolëv

Il progetto di circumnavigazione lunare affidato a questo razzo si sarebbe prima realizzato nel lancio diretto verso la Luna di una capsula Sojuz modificata L-1, dotata di uno stadio supplementare, successivamente lo stesso vettore avrebbe collocato in orbita intorno alla Luna la capsula e il blocco D senza equipaggio in attesa che un altro vettore (R-7) avrebbe portato nella stessa orbita una seconda Sojuz con tre cosmonauti a bordo per il trasferimento nella capsula L-1 adibita alla circumnavigazione lunare.

Il razzo Proton UR-500K era pronto già nel 1967. Il 4 febbraio il Consiglio dei Ministri aveva dichiarato il programma di circumnavigazione lunare L-1, priorità assoluta dell’intero programma spaziale sovietico.

Come abbiamo visto, però, sovvennero doversi incidenti e difficoltà e lo sbarco degli americani sulla Luna nel 1969 portò il Soviet supremo ad annullare le fasi successive del costoso programma.

(Prima parte)

Secondo quanto rivelato da Elon Musk su Twitter, due diversi prototipi dell’astronave di SpaceX chiamata Starship potrebbero avere il loro battesimo del volo entro la fine di questo mese. Il CEO di SpaceX non ha però chiarito se si tratterà di un piccolo balzo o se sarà tentato, addirittura, uno storico primo volo orbitale.

Il 24 agosto SpaceX terrà una presentazione a Boca Chica, in Texas, durante la quale verranno rilasciati aggiornamenti sul programma Starship. Durante una serie di tweet in cui si è discusso della presentazione, Musk ha osservato che SpaceX “dovrebbe avere la versione MK1 della Starship con 3 motori Raptor quasi pronti a volare già in occasione dell’evento” Le rivelazioni di Musk potrebbero essere il segno che la compagnia ritiene essere molto avanti nello sviluppo della nave spaziale, destinata, nelle intenzioni di Musk, a riportare gli uomini sulla Luna prima della NASA per poi puntare direttamente verso Marte nel 2024.

SpaceX ha attualmente due team che costruiscono due diversi prototipi della Starship, uno a Boca Chica e l’altro a Cocoa, in Florida .

Il 19 luglio, Musk fece sapere tramite twitter che entrambi i prototipi sarebbero stati pronti per volare entro “2-3 mesi“, quindi, se per il 24 agosto fossero davvero “quasi pronti“, sarebbe evidente un anticipo sui tempi previsti. Naturalmente, dire che i razzi dovrebbero essere pronti a volare non è la stessa cosa che dire che SpaceX li manderà in orbita prima della fine del mese.

In ogni caso, il tweet di sabato sembra implicare che Musk sia ottimista sui progressi della sua compagnia sul razzo, e questo aggiunge certamente un po’ di eccitazione alla presentazione che si svolgerà a Boca Chica.

Nel frattempo, SpaceX ha incassato un significativo riconoscimento dalla NASA che ha messo a disposizione il Glenn Research Center in Ohio e il Marshall Space Flight Center in Alabama per far avanzare la tecnologia necessaria per trasferire propellente in orbita da astronave ad astronave, unendo le competenze già acquisite dal personale NASA, che ha già da tempo iniziato a studiare il problema, con quelle del team di SpaceX deputato a questo progetto.

La Starship, infatti, per trasportare il suo carico utile fino su Marte, atterrandovi, in tempi più brevi di quelli impiegati attualmente dalle sonde, dovrebbe fare il pieno di carburante una volta posizionatosi in orbita. Questo permettere all’astronave di SpaceX di compiere in accelerazione buona parte della distanza tra i due pianeti, accorciando notevolmente i tempi di percorrenza.

In ogni caso, non resta che aspettare il 24 per sapere le ultime novità e gli sviluppi dei progetti di SpaceX e del suo fondatore, che appare deciso più che mai a portare gli uomini sulla Luna e su Marte.

La Parker Solar Probe della NASA, la sonda che sta analizzando da vicino il Sole, ha inviato con successo i dati sui suoi primi due approcci ravvicinati al Sole. L’agenzia spaziale ha annunciato il raggiungimento di questo primo traguardo della missione il 1° agosto, rivelando che il downlink finale dei dati inviati dalla sonda Parker Solar è stato di 22 GB; ciò, secondo quanto afferma la NASA, è il 50 percento in più di dati di quanto il team si aspettasse di ricevere in questo momento.

La sonda solare Parker ha completato due flybys del Sole, entrambi destinati a raccogliere dati sulla stella per aiutare a rispondere alle domande e aumentare la nostra comprensione di questo straordinario corpo celeste. Il downlink dei dati del veicolo spaziale ha avuto luogo un mese dopo il completamento del suo secondo flyby solare.

Secondo la NASA, il sistema di telecomunicazione della sonda sta funzionando meglio di quanto gli scienziati avessero stimato, nonostante i molti disturbi dovuti agli effetti dei campi magnetici solari.

Il team si aspetta di ricevere altri 25 GB di dati aggiuntivi sul secondo flyby entro il 15 agosto. La NASA prevede di rendere pubbliche le informazioni raccolte da queste prime due missioni entro la fine dell’anno, sebbene non fornisca una data stimata per il rilascio. Per allora, la sonda avrà completato anche il terzo incontro ravvicinato con il Sole che, secondo il programma, dovrebbe iniziare il 27 agosto.

La NASA riferisce che il terzo perielio della sonda avrà luogo il 1° settembre, raccogliendo e registrando ancora più informazioni sulla nostra stella. Un totale di quattro suite di strumenti sulla sonda solare Parker sta raccogliendo queste informazioni, compresi dati su campi, particelle e onde relativi alla corona solare e all’ambiente circostante.