Effetti dei viaggi spaziali sull’organismo

di Giuseppe Valeriani

    La recente conquista di Marte di Spirit e Opportunity, “nipotini” del vecchio Sojourney, ha riproposto il tema della conquista dell’uomo del Pianeta Rosso. Si tratterebbe di una missione complessa, non ultime le difficoltà degli uomini a vivere in condizioni ben diverse da quelle normali. Innanzitutto, ormai già noti da anni, i problemi relativi alle accelerazioni e decelerazioni del velivolo spaziale. A differenza dei voli in aeroplano, un velivolo spaziale non può variare velocemente la sua direzione: se da una parte l’accelerazione centrifuga è quindi poco importante (tranne quando la sonda compie rotazioni anomale), l’accelerazione di lancio e la decelerazione dell’atterraggio possono essere tremende; entrambe sono forze di accelerazione lineare. Quando il soggetto è seduto, la forza con la quale egli preme sul sedile è la risultante della spinta della gravità ed è uguale al suo peso: l’intensità di questa forza convenzionalmente è di 1G, in quanto uguale alla spinta della gravità. Durante il lancio di un missile a 3 stadi, l’accelerazione (G) raggiunge circa 9G nel primo stadio, un’accelerazione di 8G nel secondo stadio e fino a 4G nel terzo stadio: tali accelerazioni, che l’organismo non sarebbe in grado di sopportare in posizione eretta, sono comunque sostenibili per gli astronauti quando sono in una posizione seminclinata trasversale all’asse di accelerazione (di qui la necessità di tenere inclinati i sedili usati dagli astronauti). Si creano problemi anche durante la decelerazione, quando la navicella spaziale rientra nell’atmosfera. Un individuo che viaggia a Mach 1 (la velocità del suono e degli aerei veloci) può subire senza rischi la decelerazione in una distanza di 0,12 miglia circa; una persona che viaggia alla velocità di Mach 100 (velocità teoricamente possibile in un viaggio spaziale interplanetario) ha bisogno invece di una distanza di circa 10000 miglia per una decelerazione sicura. 

    Altri problemi sono quelli riguardanti il “clima” nella navicella spaziale: non essendoci atmosfera nello spazio, essa deve essere ricreata con una concentrazione di ossigeno sufficientemente elevata, mentre, per impedire il soffocamento, la concentrazione di anidride carbonica deve restare sufficientemente bassa. Nei viaggi spaziali della durata di parecchi mesi non sarebbe pratico trasportare adeguate riserve di ossigeno e di materiale adsorbente di anidride carbonica; per questo motivo sono state proposte “tecniche di riciclaggio” che permettano l’uso ripetuto dello stesso ossigeno: alcune di queste tecniche si basano su metodi fisici (come distillazione e elettrolisi dell’acqua per rilascio di ossigeno); altre su metodi biologici, quali l’uso di alghe con ampie riserve di clorofilla per fornire cibo e produrre, allo stesso tempo, ossigeno dall’anidride carbonica attraverso la fotosintesi. In ultimo il problema dell’assenza di gravità nel velivolo spaziale, che determina la mancanza di peso. La causa di questo fenomeno non è l’assenza della spinta della gravità sul corpo in quanto è ancora attiva la gravità esercitata da un qualsiasi corpo celeste. Però la gravità è bilanciata esattamente dalla forza centrifuga della traiettoria orbitale, che agisce contemporaneamente sulla nave spaziale e sulla persona in essa, sicché entrambi sono spinti nella stessa direzione esattamente dalle stesse forze di accelerazione. I principali effetti della mancanza di peso sono: 

- cinetosi (con nausea e, talvolta, vomito); 

- spostamento di liquidi nel corpo a causa dell’impossibilità della gravità di produrre pressione idrostatica;

- ridotta attività fisica in quanto non è necessaria attività muscolare per opporsi alla forza di gravità. 

Effetti più prolungati sono inoltre: 

- diminuzione del volume del sangue (e della massa degli eritrociti) 

- perdita di calcio e fosfato dalle ossa insieme a riduzione della massa ossea. Quest’ultimo effetto, a differenza dei precedenti che non progrediscono dopo le prime settimane dall’ingresso nell’ambiente spaziale, continua per molti mesi: ciò perché, probabilmente, lo stimolo alla deposizione ossea richiede lo sforzo aggiuntivo della gravità. Tuttavia, con un adeguato esercizio fisico, gli effetti fisiologici della mancanza di peso, non costituiranno un problema serio durante i lunghi viaggi nello spazio.

Giuseppe Valeriani

Studente in Medicina e Chirurgia dell'Università La Sapienza di Roma