10 rischi per la salute degli astronauti che minacciano missioni nello spazio profondo

Alcuni gravi rischi per la salute appaiono per gli astronauti che vivono su una base lunare o che vanno in missioni nello spazio profondo. Molti minacciano la vita degli astronauti e almeno uno può mettere a repentaglio tutte le missioni nello spazio profondo per il futuro prevedibile.

10 problemi cardiaci

Uno studio del 2014 su 12 astronauti ha rilevato che il cuore diventa il 9,4 percento più sferico dopo lunga esposizione alla microgravità, o assenza di peso, nello spazio. Ciò potrebbe causare problemi cardiaci, specialmente su un volo spaziale profondo su Marte.

"Il cuore non lavora tanto nello spazio, che può causare una perdita di massa muscolare", ha affermato il dott. James Thomas della NASA. "Questo può avere gravi conseguenze dopo il ritorno sulla Terra, quindi stiamo esaminando se ci sono misure che possono essere adottate per prevenire o contrastare tale perdita".

Finora, il cambiamento di forma si ripresenta dopo che gli astronauti sono tornati sulla Terra. Ma nessuno sa quali saranno gli effetti a lungo termine. I medici sanno già che gli astronauti sperimentano vertigini quando tornano sulla Terra. A volte, un'improvvisa caduta di pressione sanguigna li farà svenire quando si alzano in piedi. Alcuni astronauti sperimentano anche aritmie nello spazio.

I ricercatori hanno bisogno di elaborare regimi di esercizio per mantenere gli astronauti nello spazio profondo al sicuro da questi effetti. Alcune persone sulla Terra, come quelle a riposo a letto o con insufficienza cardiaca, possono anche beneficiare di questo tipo di esercizio.

È in corso anche un nuovo studio quinquennale per determinare se lo spazio possa accelerare lo sviluppo dell'aterosclerosi negli astronauti.

9 Drinking e problemi psichici

Sebbene la NASA abbia condotto un'anonima indagine sanitaria sui suoi astronauti e alla fine abbia respinto le preoccupazioni sull'eccesso di alcol, nel 2007 sono state fatte accuse che gli astronauti della NASA sono stati autorizzati a volare sulla navetta spaziale e su una nave spaziale russa Soyuz in due incidenti separati. Ciò è accaduto anche se i chirurghi di volo e altri astronauti hanno presumibilmente portato i loro problemi di sicurezza ai dirigenti locali.

A quel tempo, la politica della NASA proibiva di bere per 12 ore prima che gli astronauti volassero gli aerei da addestramento. La politica doveva essere applicata anche ai voli spaziali. Per evitare qualsiasi dubbio, la NASA ha reso il loro funzionario della regola "bottle to throttle" dopo che un panel indipendente ha esaminato la questione.

Un astronauta in pensione, Mike Mullane, ha detto che alcuni astronauti bevono alcolici prima di un volo per disidratarsi e fanno il conto alla rovescia per lanciarsi più a loro agio sulle loro vesciche.

Anche problemi psicologici si sono verificati nello spazio. Nella missione Skylab 4, gli astronauti sono diventati così testimoni del controllo della missione che hanno spento la radio e ignorato la NASA per un giorno. I ricercatori stanno ora studiando i potenziali effetti di una missione nello spazio profondo più lunga e stressante su Marte.

8 Carenze di sonno e uso di ausili per il sonno

Uno studio del sonno di 10 anni ha dimostrato che gli astronauti non dormono abbastanza per settimane prima e durante le loro missioni spaziali. Tre su quattro usano anche i farmaci del sonno, che possono essere pericolosi quando si utilizza il veicolo spaziale o altre attrezzature. Ciò è particolarmente preoccupante se tutti gli astronauti in missione prendono lo stesso farmaco nello stesso momento, specialmente se devono svegliarsi per un allarme di emergenza.

La NASA programma 8,5 ore di sonno ogni notte per gli astronauti, ma la maggior parte dura solo sei ore durante le loro missioni. Inoltre ricevono meno di 6,5 ore di sonno ogni notte durante i tre mesi di allenamento prima di un volo.

"Le future ... missioni sulla Luna, su Marte o al di là richiedono lo sviluppo di contromisure più efficaci per promuovere il sonno durante il volo spaziale per ottimizzare le prestazioni umane", ha affermato l'autore dello studio senior Charles Czeisler. "Queste misure possono includere modifiche di pianificazione, esposizione a tempo strategico a specifiche lunghezze d'onda della luce e strategie comportamentali per garantire un sonno adeguato, essenziale per il mantenimento della salute, delle prestazioni e della sicurezza".

7Hearing Loss

Gli studi hanno dimostrato che anche una missione shuttle può causare una perdita uditiva temporanea sostanziale e una perdita uditiva permanente più piccola, di solito alle frequenze più alte coinvolte nel parlare dell'udito. Gli equipaggi a bordo del Salyut sovietico 7 e le stazioni spaziali Mir russo hanno anche registrato perdite uditive temporanee e permanenti dopo il loro ritorno. Ancora una volta, le frequenze più alte sono state le più colpite.

Sulla Stazione Spaziale Internazionale, gli astronauti inizialmente dovevano indossare tappi per le orecchie tutto il giorno. Ma la NASA ha sviluppato modi per ridurre i livelli di rumore con imbottiture acustiche per le pareti e ventilatori più silenziosi, tra le altre misure.

Oltre ai livelli di rumore, altri fattori che possono contribuire alla perdita dell'udito nello spazio includono contaminanti atmosferici, una maggiore pressione intracranica e maggiori livelli di anidride carbonica.

Nel 2015, la NASA studierà come prevenire la perdita dell'udito durante una missione di un anno alla Stazione spaziale internazionale con due membri dell'equipaggio. Vogliono vedere quanta udibilità possono conservare per questi individui e determinare un rischio accettabile per la perdita dell'udito. In definitiva, vogliono capire come minimizzare la perdita dell'udito durante la vita di un astronauta, non solo una missione.

6Kidney Stones

Circa 1 su 10 persone sviluppano un calcolo renale durante la loro vita sulla Terra. Ma questo rischio è molto più grande per gli astronauti nello spazio perché le ossa si demineralizzano in un ambiente senza peso. Ciò rilascia sali nel sangue come fosfato di calcio. Concentrandosi nei reni, questi sali possono formare pietre che variano in dimensioni da microscopiche a grandi come una noce. I calcoli renali possono causare dolori lancinanti. Ma è anche possibile che il rene smetta di funzionare se una pietra blocca il tubo che drena l'organo.

Per gli astronauti, il rischio si intensifica perché la microgravità provoca anche un calo del volume del sangue.Inoltre, molti astronauti non bevono i 2 litri (0,5 galloni) di acqua necessari per rimanere completamente idratati e passare le pietre nelle loro urine.

Almeno 14 astronauti americani hanno sviluppato calcoli renali poco dopo la fine delle loro missioni. E nel 1982, un cosmonauta sovietico si piegò in due per due giorni nella stazione spaziale Salyut 7 mentre il suo equipaggio guardava impotente. Prima che i sovietici potessero lanciare un salvataggio per quello che pensavano fosse un'appendicite, il cosmonauta passò una piccola pietra nelle sue urine.

Gli scienziati hanno lavorato su una macchina ad ultrasuoni delle dimensioni di un computer desktop per rilevare i calcoli renali e spingerli fuori dal rene con brevi raffiche di onde sonore.

5lungs e polvere

Anche se non sappiamo quali effetti avranno la polvere di altri pianeti o asteroidi sui nostri astronauti, sappiamo che la polvere lunare ha causato alcuni problemi nelle loro missioni lunari.

L'effetto più pericoloso può essere sui polmoni se i particolati fini della polvere lunare vengono inalati. La polvere lunare estremamente affilata può danneggiare il cuore e i polmoni, con effetti che vanno dall'infiammazione a un elevato rischio di cancro. È un po 'come inalare l'amianto.

Questa polvere dai bordi affilati può anche causare irritazioni e abrasioni sulla pelle. In effetti, è noto che si usava su più strati su uno stivale di materiale simile al Kevlar. La polvere lunare può anche graffiare la cornea dell'occhio di un astronauta, causando un'emergenza particolarmente grave nello spazio.

Ma i ricercatori ammettono di non poter duplicare le condizioni della Luna per i loro test. Ad esempio, sulla Terra, le particelle di polvere non sono più nel vuoto o esposte alle radiazioni. Solo più studi condotti sulla Luna, piuttosto che in un laboratorio, daranno agli scienziati il ​​resto delle informazioni di cui hanno bisogno sulla tossicità della polvere lunare.

4 Sistema immunitario confuso

Sulla Terra, i nostri sistemi immunitari cambiano se non dormiamo abbastanza o nutriamo o se siamo troppo stressati. Il sistema immunitario degli astronauti durante lunghe missioni sembra cambiare mentre si trova nello spazio, trasformando un semplice raffreddore o l'influenza in un rischio potenzialmente grave per la salute.

La distribuzione delle cellule immunitarie non cambia molto. Ma il funzionamento delle cellule può essere più alto o più basso del normale, confondendo il sistema immunitario. Quando la funzione delle cellule immunitarie diminuisce, i virus dormienti in un corpo umano possono riattivarsi, anche se senza sintomi di malattia. Quando la funzione cellulare va in overdrive, il sistema immunitario reagisce in modo eccessivo, causando allergie ed eruzioni cutanee.

"Cose come radiazioni, microbi, stress, microgravità, cicli di sonno alterati e isolamento potrebbero avere un effetto sul sistema immunitario dei membri dell'equipaggio", ha detto l'immunologo della NASA Brian Crucian. "Se la situazione persistesse per missioni nello spazio profondo più lunghe, potrebbe aumentare il rischio di infezione, ipersensibilità o problemi autoimmuni per gli esploratori di astronauti".

Se necessario, la NASA userà nuovi tipi di schermatura contro le radiazioni, integratori nutrizionali e farmaci per contrastare queste modifiche al sistema immunitario.

3 Rischi di rigetto

Una insolita e lunga assenza di attività solare sta causando pericolosi livelli di radiazione nello spazio. Nulla di simile è stato visto per quasi 100 anni. "Anche se queste condizioni non sono necessariamente uno stallo per missioni di lunga durata sulla Luna, un asteroide, o anche su Marte, la radiazione cosmica galattica in particolare rimane un fattore significativo e in peggioramento che limita le durate della missione", ha spiegato Nathan Schwadron dell'UNH Institute for lo studio di Terra, Oceani e Spazio.

Gli effetti di questo tipo di esposizione vanno dalla malattia da radiazioni al cancro e danni agli organi. Questi livelli di radiazioni ridurranno anche del 20% il numero di giorni ammissibili dietro la schermatura di un veicolo spaziale.

Una missione su Marte potrebbe esporre un astronauta a due terzi del suo limite di irradiazione sicuro per tutta la vita. Questa radiazione può danneggiare il DNA umano e aumentare il rischio di cancro. "In termini di dose accumulata, è come ottenere una TAC di tutto il corpo una volta ogni cinque o sei giorni", ha affermato lo scienziato Cary Zeitlin.

2 Problemi cognitivi

Quando si simulavano le condizioni dello spazio profondo, gli scienziati hanno scoperto che l'esposizione a particelle ad alta energia, anche a basse dosi, faceva reagire i ratti più lentamente e si distraggono. I ratti mostravano anche cambiamenti proteici nel loro cervello.

Ma non tutti i topi sono stati colpiti allo stesso modo. Se questo è vero per gli astronauti, i ricercatori ritengono di poter escogitare un marker biologico per prevedere quali astronauti sperimenteranno questi effetti. Quindi potrebbero essere in grado di ridurre gli effetti delle radiazioni per quelle persone.

Una preoccupazione più seria è l'Alzheimer. "L'esposizione a livelli di radiazioni equivalenti a una missione su Marte potrebbe produrre problemi cognitivi e accelerare i cambiamenti nel cervello associati alla malattia di Alzheimer", ha detto il neuroscienziato Kerry O'Banion. Più tempo nello spazio, più grande è il rischio per l'astronauta.

L'unico punto positivo è che gli scienziati hanno testato uno scenario peggiore. Hanno inondato i ratti con l'intera quantità di radiazione dell'intera missione in una sola volta. Gli astronauti sarebbero esposti a quella quantità di radiazioni nell'arco di tre anni. Il corpo umano può adattarsi alle dosi più piccole.

Inoltre, la plastica e altri materiali leggeri possono fornire agli astronauti una maggiore protezione dalle radiazioni rispetto a quella attualmente in alluminio.

1Vision Loss

Alcuni astronauti hanno sviluppato seri problemi di visione permanenti dal loro tempo nello spazio. Più lunga è la missione, maggiori sono le possibilità di cambiamento. Dei 300 astronauti americani esaminati dal 1989, i problemi di vista si sono sviluppati nel 29% di quelli in missioni di due settimane e in un enorme 60% di quelli che hanno trascorso diversi mesi sulla Stazione Spaziale Internazionale.

I medici dell'Università del Texas hanno eseguito scansioni cerebrali su 27 astronauti che erano nello spazio da oltre un mese. In oltre il 25% di loro, la parte posteriore di uno o entrambi gli occhi si erano appiattiti. Questo ha accorciato il bulbo oculare interessato, rendendo la persona più lungimirante. Di nuovo, più a lungo nello spazio, più grave e più probabile è il problema.

Gli scienziati ritengono che questo possa essere un altro effetto dell'aumento del fluido che si verifica nel corpo di una persona in un ambiente senza peso o microgravità. In questo caso, la pressione sembra costruire all'interno del cranio dal flusso aumentato di liquido cerebrospinale nella testa. Il fluido non può espandere l'osso, quindi appiattisce i bulbi oculari. I ricercatori non sanno se questo effetto diminuirà o si intensificherà per gli astronauti nello spazio per più di sei mesi. Ma è fondamentale scoprirlo prima di mandare un equipaggio su una missione su Marte che potrebbe durare almeno un anno.

Se il problema è causato dalla pressione intracranica, una possibile soluzione è quella di creare una gravità artificiale per circa otto ore al giorno facendo girare l'astronave mentre gli astronauti dormono. Ma è troppo presto per dire se funzionerà. "Questo è uno [problema] su cui ancora non abbiamo una buona padronanza, e può essere un ostacolo [per le missioni di lunga durata]", ha detto lo scienziato della NASA Mark Shelhamer.