Susana Zanello è un'esperta nell'adattare gli esseri umani alla vita nello spazio. Invitata come ospite all'Ecole Federal de Lausanne (EPFL), ha condiviso la sua prospettiva sull'esplorazione, l'esplorazione spaziale, i viaggi futuri su Marte e altro ancora. Stiamo pubblicando l'intervista presentata su Phys.org.
I viaggi nello spazio influenzano il corpo umano molto più fortemente di quanto pensiamo. Susana Zanello è specializzata in questi effetti. Biologa, lavora per la Divisione di Space Life Sciences a Houston, un'istituzione che supporta il lavoro della NASA. La sua missione è studiare l'adattamento umano alla vita nello spazio, identificare i rischi associati e sviluppare contromisure per mantenere in buona salute gli astronauti mentre conducono missioni di ricognizione.
In che modo questo EPFL potrà aiutare la tua ricerca?
Sono venuto qui per saperne di più sulla miniaturizzazione e raccogliere alcune idee. Nella medicina spaziale, abbiamo bisogno di dispositivi di piccole dimensioni che consentano analisi in volo e monitoraggio della salute in tempo reale: polso, pressione sanguigna, frequenza respiratoria e temperatura degli astronauti. Inoltre, deve esserci un modo per raccogliere dati sanitari per l'intero equipaggio. Questo è un punto importante, perché ci sono molte restrizioni nello spazio: lo spazio disponibile, il tempo dell'equipaggio, il peso degli oggetti che portiamo lì. Quindi stiamo cercando nuove micro e nanotecnologie per realizzare dispositivi più piccoli e migliori.
Quali sono le manifestazioni più importanti del volo spaziale nel corpo?
Vivere al di fuori della Terra è una sfida. Nel processo di evoluzione, la vita si è adattata a questo pianeta. Nello spazio, uno dei rischi principali è la microgravità: l'assenza di gravità. L'ovvia conseguenza è la perdita di densità minerale ossea. Lassù, non devi lottare costantemente con la forza di gravità, come facciamo sulla Terra.
Quindi, lo scheletro semplicemente non ha bisogno di sostenerci. Il corpo umano inizia ad adattarsi riducendo la densità della matrice ossea e processando il calcio in modo diverso. Ciò porta a una perdita di forza ossea, che aumenta il rischio di fratture quando torni sulla Terra, oltre a calcoli renali.
La radiazione cosmica è un altro rischio importante per la vita nello spazio. Il campo magnetico terrestre è uno scudo efficace, che impedisce alla maggior parte delle particelle ad alta energia di raggiungere la superficie del pianeta. Al di fuori delle cinture di Van Allen o su altri pianeti, saremo costantemente bombardati da potenti protoni solari e raggi cosmici galattici.
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Ci sono prove evidenti che possono passare attraverso il nostro corpo e interagire con il DNA. A lungo termine, c'è un rischio associato ai cambiamenti del DNA, alla comparsa del cancro, quindi sono necessarie ricerche serie.
Il tuo lavoro si concentra sui cambiamenti nella visione degli astronauti?
All'inizio degli anni 2000, abbiamo iniziato a osservare una diminuzione dell'acuità visiva degli astronauti dopo aver trascorso del tempo sulla ISS, la Stazione Spaziale Internazionale. Ulteriori ricerche hanno mostrato cambiamenti nella forma degli occhi, un appiattimento del bulbo oculare e un ispessimento della parte posteriore dell'occhio all'inizio del nervo ottico. Il 60% degli astronauti ha una visione ridotta, in alcuni casi è irreversibile. Pertanto, la NASA considera questo un rischio per la salute di alta priorità.
Cosa sta causando questa perdita della vista?
Pensiamo che ciò sia dovuto allo spostamento dei fluidi nel corpo. Sulla Terra, di regola, i fluidi si muovono verso i piedi. Il loro movimento e le valvole nelle vene delle nostre gambe aiutano a pompare il sangue al cuore. In condizioni di microgravità, questo sistema non è più necessario e il tuo fluido viene invece pompato nella tua testa.
Ciò porta alla comparsa di un viso gonfio e di cosce di pollo, nonché, forse, a un aumento della pressione intracranica. Gli scienziati ipotizzano che quando la pressione nel liquido cerebrospinale aumenta, cambia la pressione negli occhi, che influisce sull'acuità visiva.
Che tipo di ricerca farai in futuro?
Ci sono segni fisiologici di adattamento che possiamo osservare, così come quelli sottostanti a livello molecolare. I geni possono essere espressi in modi diversi nello spazio, determinando alcuni cambiamenti fisiologici. La ricerca che sto facendo in questo momento dovrebbe rispondere a queste domande. Ma poi di nuovo, ci sono molte restrizioni nel fare esperimenti nello spazio.
Ora gli astronauti vivono lì fino a sei mesi e solo due di loro hanno deciso di intraprendere una missione di un anno. Ma quando parliamo di altre destinazioni lontane come Marte, si parla della necessità di lunghe missioni. Per scoprire cosa può accadere in tali viaggi, dobbiamo condurre esperimenti non solo sulla ISS, ma anche su analoghi terrestri delle basi spaziali, su piattaforme che simulano le condizioni dello spazio.
Quali sono le principali sfide del viaggio su Marte?
Una missione del genere richiederà almeno tre anni. Il primo rischio è fisiologico. Per misurarlo, dobbiamo prendere in considerazione la durata, la lontananza, l'isolamento, il confinamento con un numero limitato di persone, lo stress di un carico di lavoro elevato e la pressione di dover avere successo. Una volta arrivato su Marte, è meglio: gravità parziale. Le tue ossa riceveranno una stimolazione immediata e il tasso di diminuzione della densità ossea diminuirà. Ma ancora una volta, in superficie, gli astronauti affrontano il rischio di radiazioni ad alta energia. Per non parlare del clima rigido, della polvere e della necessità di una buona cucina.
E gli altri pianeti?
Certo, stiamo iniziando a pensare a oggetti più distanti, come la luna di Giove Europa, su cui è stata scoperta l'acqua. Ma è molto più in là. Inoltre, che ci crediate o no, mentre Marte sembra essere un pianeta morto, è ancora relativamente amichevole rispetto al resto. La sua dimensione e rotazione è simile a quella della Terra. La giornata dura quasi 24 ore. Questo è importante per le persone che sono abituate a vivere in tali condizioni. Vivere su un pianeta con 10 ore al giorno, ad esempio, può causare molti effetti collaterali per il corpo.
Siamo troppo abituati alle condizioni terrestri per volare nello spazio?
L'esperienza mostra che possiamo adattarci a un nuovo ambiente. Ovviamente ci saranno sempre dei rischi. Dobbiamo determinare attentamente i livelli di questi potenziali rischi. Ma non possiamo ignorare la sete di esplorazione umana. Anche con un rischio elevato, c'è sempre qualcuno disposto a precipitarsi nel nuovo e nell'ignoto.
