Quest’anno, la SpaceX di Elon Musk prevede di lanciare in orbita la prima missione spaziale privata senza astronauti professionisti. L’imprenditore miliardario Jared Isaacman, che ha noleggiato il viaggio e comanderà la missione, trascorrerà da due a quattro giorni in orbita attorno alla Terra nella capsula Dragon, insieme ad altre tre persone.
Mentre è improbabile che la breve missione a bordo della Dragon Crew abbia un grande effetto sulla salute dei passeggeri, queste capsule presto faranno viaggi molto più lunghi, il che potrebbe avere un grande effetto sulla salute di una persona.
Le missioni spaziali riducono la densità ossea degli astronauti dell’1% -1,5% al mese e indeboliscono il movimento ed i muscoli posturali. Anche il cuore si rimpicciolisce, poiché nello spazio non deve pompare contro la gravità.
Il momento in cui si verificano questi cambiamenti può variare molto a seconda di quali esercizi vengono eseguiti e con quale frequenza. Ma se non viene eseguito alcun esercizio, queste modifiche inizieranno in 14 giorni. Questo è il motivo per cui gli astronauti professionisti utilizzano attrezzature per esercizi nello spazio.
Ma le navicelle capsulari, come la Dragon Crew e l’Orion della Nasa – che porteranno le persone sulla Luna e su Marte – non avranno lo spazio per grandi attrezzature per esercizi, quindi i passeggeri saranno limitati in ciò che possono fare.
Non è chiaro quale effetto questo possa avere sulla salute fisica della persona media durante il volo spaziale, che è ciò a cui l’Aerospace Medicine Systematic Review Group della Northumbria sta aiutando a rispondere.
Spazio per muoversi
La Stazione Spaziale Internazionale (ISS) ha circa 932 m³ di spazio, circa il volume di un Boeing 747. Circa due terzi di questo spazio è utilizzato per lo stoccaggio e dispositivi per esercizi, tra cui un tapis roulant, una bicicletta e una macchina costruita per esercizio di resistenza.
Il sistema di supporto vitale della ISS – che mantiene un ambiente sano per gli esseri umani controllando i livelli di ossigeno, calore e umidità in cabina – è progettato anche per consentire agli astronauti di esercitarsi per due ore e mezza al giorno, sei giorni alla settimana, senza troppo accumulo di calore o anidride carbonica.
Orion e Crew Dragon hanno entrambi circa nove metri cubi di spazio vitale con circa cinque di questi probabilmente utilizzabili per l’esercizio. Sarebbe come fare un viaggio di quattro giorni con tre amici in un camper molto piccolo senza poter lasciare la cabina e muoversi molto.
L’attrezzatura per esercizi della stazione spaziale è troppo grande e pesante per un veicolo spaziale capsulare. Si prevede che ci sarà spazio solo per un dispositivo di esercizio in un veicolo spaziale capsulare, e questo dispositivo dovrebbe avere le dimensioni di una scatola da scarpe e non più pesante di 10,6 kg.
Un dispositivo per esercizi a volano potrebbe essere utilizzato per adattarsi a bordo della navicella Orion. Questo è un dispositivo a disco che fornisce una resistenza costante durante un’ampia varietà di esercizi, come un vogatore.
Per esercitare tanto quanto gli astronauti della ISS, i passeggeri su veicoli spaziali capsulari dovrebbero probabilmente suddividere l’esercizio in diverse sessioni per persona al giorno. Questo potrebbe richiedere fino a 18 ore al giorno per l’intero equipaggio per esercitarsi se è disponibile un solo dispositivo.
Brevi periodi di esercizio assicurerebbero anche che i sistemi di filtraggio possano rimuovere anidride carbonica, umidità e calore provocati dall’esercizio.
Ma l’esercizio potrebbe non essere sempre fattibile a seconda del volume e della massa che il veicolo spaziale capsulare può trasportare.
Non fare esercizio
Ma cosa succede se i passeggeri non si esercitano affatto? Per capire quali potrebbero essere gli effetti, dobbiamo esaminare gli studi sul riposo a letto. Il riposo a letto costante è un buon modo per simulare gli effetti del volo spaziale senza dover lasciare la Terra. Il riposo a letto rigoroso causa anche un decondizionamento simile (il declino della funzione fisica) come il volo spaziale.
La ricerca mostra che un deperimento muscolare moderato richiede circa sette giorni per verificarsi nello spazio se non viene eseguito alcun esercizio. Quindi, per i passeggeri di Crew Dragon, non fare esercizio durante la loro missione di due o quattro giorni probabilmente si tradurrà solo in una piccola quantità di atrofia muscolare, poiché il tuo corpo ha bisogno di un certo livello di stress quasi ogni giorno per mantenere una buona funzione.
E qualsiasi atrofia muscolare che si verifichi sarà facile da recuperare quando torneranno sulla Terra, semplicemente tornando nella normale gravità, sostenendosi e svolgendo le normali attività quotidiane.
Ma nelle future missioni più lunghe, come un transito di cinque giorni verso la Luna – e in particolare un transito su Marte che potrebbe richiedere 200 o più giorni – l’esercizio sarà vitale.
Dopo sette giorni nello spazio, la potenza muscolare, il volume e la resistenza diminuiscono. Circa 14 giorni nello spazio e la capacità dei muscoli di lavorare e recuperare diminuisce. Grandi cambiamenti, come difficoltà a stare in piedi, iniziano entro 28-35 giorni senza esercizio.
Anche se un viaggio sulla Luna dura ancora meno di sette giorni, è improbabile che la gravità ridotta sulla Luna (un sesto della gravità terrestre) sia sufficiente per aiutare il corpo umano a rimanere in forma per il viaggio di ritorno. Quindi un viaggio di andata e ritorno sulla Luna richiederà all’equipaggio di esercitarsi per tornare in sicurezza sulla Terra.
Se un soggiorno lunare durasse più di pochi giorni, gli astronauti avranno sicuramente bisogno di esercizio per mantenere i muscoli forti e sani. Ma per ora è probabile che questi tipi di missioni rimangano solo per astronauti professionisti.
Non è ancora chiaro quali dispositivi e protocolli di esercizio futuri saranno disponibili per le persone che trascorrono periodi più lunghi in veicoli spaziali capsulari. Ci sono gruppi di ricerca che stanno studiando quali esercizi possano essere più efficaci per proteggere dai cambiamenti fisici nello spazio.
Moduli abitativi più grandi potranno essere agganciati a veicoli spaziali capsulari per le missioni nello spazio profondo più lunghe per rendere più facile fare esercizi.
I passeggeri sui voli spaziali commerciali potrebbero anche sperimentare la sindrome dell’adattamento spaziale, che causa la cinetosi. Colpisce il 60% – 80% dei viaggiatori spaziali durante i primi due o tre giorni della loro missione.
Possono anche verificarsi difficoltà respiratorie e mal di testa causati dai fluidi che si spostano verso l’alto e dolore alla schiena a causa dell’allungamento della colonna vertebrale per mancanza di gravità. Ma questi problemi saranno minori in una missione breve come quella della Crew Dragon e si risolveranno durante la missione o dopo il ritorno sulla Terra.
Si spera che, nel tempo, missioni come quella della Crew Dragon diventeranno più lunghe, più comuni e più economiche. Ma poiché i viaggi nello spazio diventano più praticabili e le missioni diventano più lunghe, sarà importante garantire che i passeggeri possano esercitarsi correttamente per evitare qualsiasi effetto negativo sulla loro salute.
