L'UOMO E LA SOPRAVVIVENZA NELLO SPAZIO

di: Marco La Rosa

Ho deciso di circostanziare il mio pensiero riguardo alle innumerevoli polemiche che da molti anni incombono sulla questione: "ma l'uomo è davvero andato sulla luna?". Il dibattito ha riempito pagine e pagine; ritengo che l'argomento sia pertinente alle questioni trattate dall’esobiologia. Infatti la paleo-astronautica ed il concetto di DNA alieno, presuppongono per forza di cose che "qualcuno" molto simile a noi, sia stato e sia tutt'ora (?) in grado di viaggiare nello spazio siderale, quantomeno con una certa disinvoltura. Il punto è se l'uomo è in grado di farlo anche oltre le "Fasce di Van Allen" o magnetosfera terrestre; se ha davvero sviluppato una tecnologia adatta allo scopo e se infine ha raggiunto veramente gli obiettivi che si era prefissato e che ha sbandierato al mondo intero. Cercherò di chiarire il mio punto di vista in maniera indiretta, senza fare polemiche inutili e sterili, mi limiterò ad analizzare un discreto numero di evidenze  scientifiche, medico-scientifiche e tecnologiche che a mio avviso, portano ad ipotizzare che se l'astronautica è riuscita a fare tutto ciò che ha pubblicizzato nel corso degli ultimi decenni, soprattutto andare e venire sei volte dal nostro satellite "Luna" tra il 1969 e il 1976 con la tecnologia dell’epoca, allora dico che davvero, almeno in questi casi, si può parlare di super-uomo nel vero senso della parola.

L'ORGANISMO UMANO ED I VOLI SPAZIALI

Il peso di un corpo non è sempre costante sulla superficie della Terra ma cambia in base alla posizione, alla latitudine, all'altezza e alla composizione del sottosuolo. Bisogna anche considerare l'influsso della cosiddetta forza centrifuga generata dal nostro pianeta nel suo movimento. Il peso infatti è il risultato tra la gravità e la forza centrifuga che è massima all'equatore e diventa praticamente nulla ai poli; di conseguenza, il peso di un corpo all'equatore sarà minore rispetto ai poli. Il secondo fattore da tenere presente è la forma asimmetrica del geoide Terra, essendo la superficie terrestre, all'equatore, più distante dal centro del pianeta che ai poli. L'accelerazione di gravità varia da g = 9,7799 m/s² all'equatore a g = 9,83217 m/s² ai poli. Si è perciò assegnato all'accelerazione di gravità un valore medio convenzionale pari a g = 9,80665 m/s² (1,622 m/s Luna; 3,711m/s Marte; 24,79 m/s Giove).

L'assenza di Gravità è un concetto improprio perché la forza di gravità è un tipo di fenomeno impossibile da schermare o neutralizzare, in ogni caso il concetto di forza necessita di un riferimento locale e per il campo gravitazionale terrestre la condizione apparente di assenza di gravità si realizza se il corpo è in caduta libera, cioè se cade compensando l' accelerazione di gravità.

LA GRAVITÀ NON È UNA FORZA (OVVERO UNA CORRENTE DI QUANTITÀ DI MOTO) MA PIUTTOSTO UNA CARATTERISTICA INTRINSECA DEGLI ATOMI, DI OGNI ATOMO CHE CONTIENE IL COSIDDETTO VUOTO QUANTO MECCANICO (VQM). QUESTO CONCETTO E' TUTT'ORA IL PIU' GRANDE GRATTACAPO PER LA FISICA.

È IN MANCANZA DI FORZE E CAMPI MAGNETICI DI TIPO TOROIDALE COME QUELLE DELLA MAGNETOSFERA TERRESTRE (O FASCE DI VAN ALLEN) CHE SI INIZIANO A PRODURRE I VERI EFFETTI DI "ASSENZA" E IL PENDOLO DEL TEMPO IN BASE ALLA VELOCITÀ RALLENTA IL SUO BATTITO. "LA DEFINIZIONE ACCADEMICA DICE CHE LA CADUTA DI UN GRAVE E' DIRETTAMENTE PROPORZIONALE AL QUADRATO DEL TEMPO, INFATTI LA FORMULA CLASSICA E' : s = 1/2gt²   

PURTROPPO NESSUNO SI E' ACCORTO CHE QUELLA "g", CHE SULLA TERRA E' 9,81 m/s² 
CAMBIEREBBE SU UNA STELLA DI NEUTRONI, DOVE PER ALBERT EINSTEIN, AVVIENE UN FENOMENO DI "CURVATURA" DELLO SPAZIO E DEL TEMPO. PERTANTO LA FORMULA DICIAMO...ASSOLUTA E' : S = T² ANCHE LO SPAZIO INFATTI SI CONTRAE PER EFFETTO RELATIVISTICO EINSTENIANO E DA "s" MINUSCOLO, DIVIENE "S" ASSOLUTO. IN FISICA LE GRANDEZZE FONDAMENTALI SONO: MASSA, CARICA ELETTRICA TEMPO E SPAZIO. UNA DI QUESTE QUATTRO E' INDUBITABILMENTE LA CAUSA DELLA CADUTA DEI CORPI. SIAMO TENTATI DI DIRE CHE UN CORPO CADE A CAUSA DELLA SUA MASSA , MA SE FOSSE UN FANTASMA RIMARREBBE SOSPESO IN ARIA. ESCLUDIAMO QUINDI LA MASSA, LA CARICA NON CI ISPIRA PER NIENTE . LO SPAZIO CI TENTA. POICHE' APPARE OVVIO CHE SE NON CI FOSSE SPAZIO PER CADERE GIU', RIMARREMMO LI' IMMOBILI. MENTRE SI CADE GIU' A CAUSA DELL'ULTIMA GRANDEZZA FISICA RIMASTA : IL TEMPO ! LA VERA CAUSA DELL'EFFETTO GRAVITAZIONALE." ECCO PERCHE' SEMPLICEMENTE SOSTENGO CHE UN CERVELLO UMANO NON PUO' FUNZIONARE CORRETTAMENTE AL DI FUORI DELLA MAGNETOSFERA TERRESTRE, POICHE' I CIRCUITI NEURONALI CHE CONTEGGIANO IL TEMPO "TERRESTRE" SONO SINCRONIZZATI CON LE IDEE CHE SI HANNO SULLA TERRA E NON ALTROVE NELLO SPAZIO SIDERALE.

(citaz. virgolettate da: E' il tempo la causa dell'effetto gravitazionale" - di Massimo Corbucci GdM n. 513 Febbraio 2015)

Secondo la fisica classica di Galilei e Newton il campo gravitazionale terrestre era un tipo di energia istantanea che non aveva bisogno di intermediari per agire da un corpo all'altro. Newton infatti nella sua formula non inserisce il tempo ma semplicemente le masse e la loro distanza. Contrariamente secondo la fisica relativistica einsteniana, ogni forza è generata da un campo e ogni campo energetico deve rispettare le equazioni di Lorentz e quindi non può esistere l'istantaneità. Una qualsiasi forma di energia quindi, per agire su un'altra particella, ha bisogno di un tempo. CIÒ NON È CORRETTO! GLI EFFETTI GRAVITAZIONALI DI MASSE LONTANISSIME SI VERIFICANO ISTANTANEAMENTE O PER MEGLIO DIRE IN MANIERA NON LOCALE, QUESTO È UN PARADOSSO CHE LA FISICA NON HA ANCORA RISOLTO. Einstein applicando alla forza gravitazionale le trasformazioni del gruppo di Lorentz e il concetto di spaziotempo di Minkowski (lo studioso che per primo affermò che il tempo e lo spazio si potevano annullare singolarmente e perché il concetto potesse continuare a vivere occorreva unirle nella nuova definizione di spazio-tempo) considera il campo gravitazionale uno spazio simile a quello elettromagnetico e di conseguenza ha bisogno di una particella mediatrice – il bosone gravitone o gravifotone – in grado muoversi alla velocità di 300.000 km/s. MA A TUTT'OGGI DEL BOSONE GRAVITONE NON VI È TRACCIA!

EFFETTI DELL' ACCELERAZIONE

Durante le fasi di lancio, grazie a speciali tute, gli astronauti possono sopportare le forti accelerazioni di gravità a cui sono sottoposti i veicoli spaziali.

Vediamo qual è il complesso delle alterazioni funzionali che insorgono nell'organismo umano quando è sottoposto a forti variazioni dell'accelerazione di gravità, cioè dell'accelerazione con cui si muove un corpo in un campo gravitazionale. Quando si verificano nelle manovre aeree acrobatiche (virate strette, risalite improvvise, discese in picchiata ecc.) e nei voli spaziali, circostanze in cui l'organismo è sottoposto a valori di accelerazione fino a 12 volte maggiori di quella normale.

1) effetti della forza "g" sul corpo (o per meglio dire, accelerazione "g"): sebbene i "g" possano agire in qualunque direzione, i più importanti durante il volo sono quelli che agiscono lungo l'asse "z" dell'aeromobile, cioè lungo l'asse verticale. Convenzionalmente si definiscono "g" positivi quelli che agiscono in senso testa-piedi e negativi quelli che agiscono in senso piedi-testa. I "g" positivi causano un deflusso del sangue verso le parti basse del corpo, quindi una mancata irrorazione di sangue al cervello. Gli effetti di questo ridotto afflusso di sangue alla testa si percepiscono per prima cosa negli occhi, infatti si comincerà ad avere una visione "a tunnel", che poi degenererà in visione grigia e per ultimo in visione nera. se i "g" positivi aumentano ancora si può arrivare al G-LOC (G induced Loss Of Consciousness, ovvero alla perdita di conoscenza). La perdita di due dei prototipi F20 Tigershark, ad esempio, fu causata da fenomeni di G-LOC. Invece nel caso di "g" negativi si ha un eccessivo afflusso di sangue alla testa, con possibile rottura di capillari, anche in questo caso inizialmente negli occhi, con possibilità di visione rossa, e se i "g" negativi aumentano molto si può arrivare anche all'emorragia cerebrale. Un aspetto importante ma non molto conosciuto non è soltanto la quantità di "g" sostenuti, ma anche il cosiddetto "g upset", cioè la rapidità con cui si arriva a sostenere l'accelerazione in "g". Un conto è passare da + 1g (il nostro stato normale) a + 8 g in un minuto, un altro conto è passarci in un secondo.

2) come contrastare le accelerazioni: tralasciando sistemi come la tuta anti-g, che sono propri di mezzi militari ad alte prestazioni, ci sono vari metodi e tecniche per contrastare l'azione dei g:

- il più semplice è reclinare il seggiolino. Un seggiolino inclinato all'indietro (ad esempio, nell'F16 è inclinato all'indietro di 30°) permette al pilota di stare più sdraiato e quindi riduce la distanza verticale tra il cuore e le gambe o il cuore e la testa, mitigando così l'effetto dei "g";

- respirazione: I piloti militari effettuano training autogeno proprio per imparare a controllare la respirazione sotto l'effetto dei "g";

- irrigidire i muscoli delle gambe: Questo esercizio, fatto prima della manovra sotto "g" positivi, ostacola l'afflusso di sangue alle gambe;

- forma fisica: I piloti acrobatici ai massimi livelli sono dei veri e propri atleti ed effettuano rigorose sedute di palestra (così come i piloti di formula 1) per avere una perfetta forma fisica;

- foulard: potrà sembrare strano, ma un foulard stretto intorno al collo era uno dei primissimi metodi utilizzati per limitare l'afflusso o il deflusso di sangue dalla testa (più o meno come un laccio emostatico...)

Tutte le notizie sopra riportate provengono da articoli apparsi sulla rivista "Sicurezza del Volo" (edita dall'AMI e che purtroppo non è di libera diffusione, essendo riservata ai reparti di volo militari ed agli operatori aeronautici). In essa si afferma che l'applicazione di queste tecniche consente ad un pilota di passare dal limite medio di sopportazione umano che è di circa 5/6 g positivi continui, ad un valore maggiore di circa 2 punti ed arrivando quindi ai 7/8 g positivi continui. L'uso della tuta anti-g permette poi ulteriori 2 punti, arrivando quindi al limite della moderna tecnologia (che coincide con il limite dei moderni aerei da combattimento) di circa 9/10 g positivi. Per quanto riguarda invece i g negativi, il limite è molto più basso, siamo intorno ai - 4/5 g continui.

Le accelerazioni dei vettori che portano veicoli spaziali con uomini a bordo non possono superare gli 8-12 g (g = accelerazione di gravità), limite che vale anche per la violenta decelerazione di una capsula spaziale al rientro nell'atmosfera terrestre. Una "protezione" indispensabile per sopportare meglio le forti accelerazioni degli aviogetti e dei vettori è quindi la cosiddetta "tuta anti g" che protegge gli organi e le parti del corpo più suscettibili di danneggiamento. Gli effetti delle violente accelerazioni sono oggetto di ampia ricerca da parte della medicina spaziale ed in sede sperimentale sono stati studiati sistemi per neutralizzare, almeno in parte, gli inconvenienti e per permettere all'organismo di sopportare per un certo tempo, senza danno, questo stato eccezionale ricorrendo ad allenamenti eseguiti a terra con speciali apparecchiature, come "slitte a razzo", dove l'uomo viene posto, di volta in volta, in diverse posizioni allo scopo di individuare quelle più idonee per aumentare i limiti di tollerabilità.

VITA NELLE STAZIONI SPAZIALI IN ORBITA "BASSA" ATTORNO ALLA TERRA.

Il 22 marzo 1995 l'astronauta russo, Valery Polyakov, ha toccato terra dopo aver battuto il record mondiale di permanenza in orbita: 449 giorni in microgravità nell'abitacolo della stazione spaziale MIR. Elena Kondakova invece è la donna che ha vissuto più a lungo in microgravità per 168 giorni.

Sopravvivenza nello spazio ma entro l’influenza della magnetosfera terrestre:

Le fasce di Van Allen consistono di due semi-gusci di particelle cariche (plasma) che circondano il nostro pianeta, una interna ed una più esterna, trattenute dal campo magnetico terrestre per effetto della forza di Lorentz. La più interna è molto stabile ed è costituita da un plasma di elettroni e di ioni positivi ad alta energia, mentre la più esterna è costituita da soli elettroni ad alta energia ed è caratterizzata da un comportamento molto più dinamico, in particolare in risposta alle tempeste solari. Sebbene il termine fasce di van Allen si riferisca esplicitamente alle cinture che circondano la Terra, simili strutture sono state osservate attorno ad altri pianeti per effetto dei rispettivi campi magnetici planetari. Il Sole, al contrario, pur avendo un campo magnetico proprio non possiede fasce di radiazioni durevoli nel tempo. L'atmosfera terrestre limita inferiormente l'estensione delle fasce ad un'altitudine di 200-1000 km; il loro confine superiore non arriva oltre i 40.000 km (che corrispondono a circa 7 raggi terrestri) di distanza dalla superficie della Terra. Le fasce si trovano in un'area che si estende per circa 65 gradi a Nord e a Sud dell'equatore celeste.

I pannelli fotovoltaici, i circuiti integrati e i sensori possono rimanere danneggiati da intensi livelli di radiazione per tale motivo il posizionamento dell'orbita di un satellite artificiale tenta il più possibile di evitare la presenza delle fasce di Van Allen. Può anche accadere che le componenti elettroniche delle sonde risultino danneggiate da forti tempeste magnetiche. La miniaturizzazione e la digitalizzazione dei circuiti logici ed elettronici hanno reso i satelliti più vulnerabili all'influsso delle radiazioni, giacché la carica degli ioni impattanti può essere addirittura maggiore di quella contenuta nel circuito. Oggigiorno i sistemi elettronici dei satelliti vengono resi più resistenti alle radiazioni per durare più a lungo. I sensori del telescopio spaziale Hubble, ad esempio, vengono sovente spenti quando l'apparecchio attraversa regioni di radiazione intensa come l'Anomalia del Sud Atlantico (In questa area la parte inferiore delle fasce di Van Allen è più vicina alla superficie del pianeta: a parità di altezza rispetto al livello del mare, l'intensità delle radiazioni della fascia di Van Allen è più elevata rispetto a quella del resto della superficie terrestre.). Anche la stazione orbitale ISS, nel corso delle sue orbite passa talvolta attraverso la fascia interna. Contrariamente a quanto si può pensare, le fasce di Van Allen non sono pericolose per gli astronauti, poiché il reale pericolo è fuori da esse, nello spazio profondo.

Dagli studi effettuati, un astronauta ha bisogno di circa 3 mesi per abituarsi all'ambiente spaziale.

Sveglia alle 8; tre quarti d'ora per le pulizie personali; colazione e lavoro; alle 11 dormire. Il primo che si sveglia prepara la colazione per tutti.

Per lavarsi c'è un sistema doccia-sauna. Goccioline d'acqua e sapone non si spandono nell'ambiente.

Il bucato non è necessario, perché tutta la biancheria è "usa e getta".

Solo una volta la settimana si fanno per 2-3 ore le pulizie nella navetta.

Un gruppo di 3 persone normalmente non vive mai in un abitacolo superiore agli 80 mq (cabine per dormire, un cucinotto, una doccia e una toilette).

Nel poco tempo libero Polyakov ha visto 513 film VHS e letto un centinaio di libri.

Alimentazione:

Generalmente le razioni alimentari sono disidratate (liofilizzate) o congelate e vengono scaldate con le microonde. L'acqua viene aggiunta al momento di consumarle. Si beve con la cannuccia.

Nello spazio 1/3 delle calorie non vengono bruciate per reggere il peso del corpo, come invece avviene sulla terra.

Imponderabilità (o microgravità):

"La massa della Terra crea un campo gravitazionale che attrae gli oggetti verso di essa con una forza inversamente proporzionale al quadrato della distanza tra il centro dell'oggetto e il centro della Terra. A grandi distanze dalla Terra, pertanto, tale forza si riduce considerevolmente. A bordo delle navicelle spaziali e dei sistemi spaziali ci si trova nelle condizioni definite di "micro-gravità" non solo per la distanza dalla Terra. Questo stato deriva anche dal fatto che le navicelle orbitanti sono in realtà sistemi in "caduta libera" al cui interno risulta compensata l'accelerazione gravitazionale, questo vale anche per sistemi in orbita bassa (come le stazioni spaziali) e quindi ancora vicini alla Terra. Tali condizioni di assenza di microgravità ma non "assenza totale" possono essere riprodotte sulla terra in appositi laboratori denominati "torri di caduta" o a bordo di aerei che effettuano cicli di voli parabolici. In ambedue i casi, pero', la durata della condizione e' estremamente limitata e non consente una continuità sperimentale ottimale. Quando si considera un sistema spaziale, come ad esempio la stazione spaziale, si deve comunque ricordare che molti altri fattori, oltre al campo gravitazionale terrestre, contribuiscono a definire le accelerazioni cui è soggetto un sistema; questo implica che non si realizzino mai completamente le condizioni di gravità "zero" e permangano accelerazioni residue originate ad esempio da vibrazioni, drag atmosferico, oscillazione, ecc.

Lo studio degli stati della materia e dei loro comportamenti in condizioni di microgravità rappresenta una buona opportunità per espandere i confini della conoscenza scientifica. Le aree di indagine comprendono la:

 Medicina Spaziale e Biotecnologia

 Scienza della combustione

 Fisica dei Fluidi

 Fisica fondamentale

 Scienza dei materiali

 Ricerche per l'esplorazione"

Nella stazione spaziale o navicella dunque:

Si dorme in cabine private, legati alle cinghie, a causa della micro-gravità. Anche la doccia si fa con le cinghie ai piedi. Dopo la doccia si entra in un locale dotato di aspiratore per il risciacquo e l'asciugatura.

La gravità nello spazio può essere da 10.000 a un milione di volte inferiore a quella terrestre, che è = a 9, cioè 81 metri al secondo per secondo.

Effetti dell'imponderabilità:

le vene varicose e l'artrosi scompaiono, le rughe si distendono, le vene si dilatano, il collo s'ingrossa, il torace si allarga, fianchi addome e glutei si riducono, la colonna vertebrale si raddrizza (la statura può aumentare sino a 6 cm), le gambe diventano esili. La gravità lunare, inferiore di 1/5 a quella terrestre, non dovrebbe produrre gravi scompensi all'organismo, idem Marte dove la gravità è inferiore di 1/3. Si consuma meno ossigeno e si fanno passi più lunghi. Ma il problema resta sempre il come arrivarci poiché il viaggio richiede tempo e tecnologia per superare lo spazio interstellare a gravità zero o quasi e l'adeguata protezione dai raggi cosmici (super letali perché non schermati da campo magnetosferico ed atmosfera). Necessiterebbe quindi un'astronave speciale dotata tra le altre cose, di "gravità artificiale" perché i danni psico-fisici altrimenti sarebbero fatali.

Ricerche fatte:

Nell'imponderabilità la distribuzione delle sostanze a seconda del peso è impossibile. Poiché la densità dei difetti del reticolo cristallino può essere diminuita di 4 ordini, è possibile ottenere una miscela di sostanze di varia densità; sostanze con una temperatura di fusione impossibile sulla terra; sostanze super-pure.

I materiali possono essere leggeri e nel contempo super-resistenti: una barra di acciaio espanso molto resistente può avere la densità di una spugna e pesare meno dell'acqua.

Due pezzi dello stesso metallo, ben puliti e lisci, tenuti premuti l'uno contro l'altro, si saldano perfettamente.

Per quanto riguarda gli esperimenti sulla riproduzione degli organismi in microgravità, sono stati collezionati solamente fallimenti. È stato verificato, per esempio con uova di uccello, che gli embrioni, in assenza di peso, sviluppano le zampe invece delle ali. Qui entra in gioco il concetto della "morula embrionale", cioè la fase che attraversa un organismo durante i primi stadi della gestazione. La posizione spaziale determina di per sé la proprietà delle cose che vengono a trovarsi in una determinata coordinata spaziale. Ebbene la morula ha un polo nord ed un polo sud e se si stacca una cellula dal polo nord verso occidente, che mettiamo è destinata a diventare una parte di arto superiore sinistro e si trapianta a sud, verso oriente, si vedrà che diventa invece un arto inferiore destro. La conclusione scientifica è che la cellula non ha in sé nessun potere di diventare braccio o gamba, ma è la posizione spaziale in cui si sviluppa che determina la proprietà di essere braccio o gamba, di un lato o dell'altro del corpo. Quindi la gravità e tutto ciò che ne consegue, sono una "gabbia invalicabile" per gli organismi viventi, uomo compreso. L'unico modo di uscire da questo pianeta e viaggiare nello spazio è dunque ricreare un'arca simile al nostro pianeta.

"In soli 3 mesi, in una stazione spaziale a 500 Km di altezza, un feto può assorbire l'intera dose di radiazioni ionizzanti prevista per un anno se l'inclinazione del veicolo non è attentamente calibrata".

Due cani esposti nel 1967 a questo tipo di radiazioni per 22 giorni, hanno partorito cuccioli senza coda.

Si è anche scoperto che la comparsa di macchie solari aumenta bruscamente il numero degli infarti miocardici.

Nello spazio si possono fare osservazioni sul sole, sui corpi cosmici naturali, sulla radiazione solare e cosmica che sulla terra, a causa della mutevolezza dell'atmosfera, non sono effettuabili ed è possibile misurare l'inquinamento atmosferico e seguire i movimenti delle masse d'aria coinvolte.

Problemi psico-fisici:

Nella prima fase di adattamento all'assenza di gravità, aumenta la pressione del sangue nel cervello (e nel torace), diminuendo negli arti. Il sistema circolatorio non è più sottoposto al peso che trascina i liquidi verso il basso. Poiché il sangue si ridistribuisce nel corpo, il fluido in eccesso viene espulso sotto forma di grandi quantità di urina.

I tessuti cerebrali si dilatano e restano compressi nel cranio, ciò provoca terribili mal di testa e difficoltà respiratorie dovute al sollevamento del diaframma. Anche il volto le palpebre e le mucose si gonfiano provocando l'effetto della voce nasale.

A lungo termine gli ormoni prodotti dalla tensione nervosa portano all'arteriosclerosi e al danneggiamento delle cellule cerebrali. Gli astronauti infatti sono soggetti che invecchiano presto.

Il vestibolo, organo dell'equilibrio (piccola cavità dell'osso temporale, nell'orecchio interno), non funziona. Esso fornisce al sistema nervoso la sensazione dell'alto e del basso, basandosi sulla forza di gravità. Lavora insieme agli occhi e ai sensori dei muscoli e dei tendini. Nello spazio invece gli occhi e i sensori dell'equilibrio non trasmettono messaggi coerenti al cervello, per cui si ha confusione del sistema nervoso centrale, cattiva sincronizzazione dei movimenti, vertigini e nausea. L'astronauta Kondakova, arrivata sulla terra, è stata per giorni così goffa da non riuscire neppure a sedersi su una sedia.

Nella carotide esiste un sensore che comunica a tutto l'organismo se siamo in piedi o sdraiati e in che posizione è la testa rispetto al resto del corpo. In assenza di gravità il sensore non funziona, per cui il sistema circolatorio è incapace di regolare la pressione sanguigna ed il cuore tende a diventare più piccolo e a mettersi in posizione orizzontale.

La quantità del sangue contenuta nell'organismo degli astronauti cala notevolmente: diminuiscono i globuli rossi che trasportano ossigeno e soprattutto diminuiscono i globuli bianchi e i linfociti; s'impoverisce il sistema immunitario; aumentano le probabilità di contrarre infezioni di qualsiasi tipo (o acuire quelle già presenti).

Nello spazio, per ragioni legate allo stress e all'assenza di gravità, le proteine dei muscoli si scindono in aminoacidi elementari e il muscolo si atrofizza, anzi, si scioglie letteralmente nel sangue. Il calo di potenza è direttamente proporzionale alla durata della permanenza nello spazio, dove in pochi minuti si resta senza fiato per qualunque esercizio fisico che comporti una certa fatica.

Nelle navette e nei locali delle stazioni spaziali si ottimizza lo spazio anche per fare allenamento. Di regola si usano tute che creano una depressione per convogliare il sangue verso il basso; si usano anche attrezzi a molla per tonificare la muscolatura; la bicicletta ergometrica, uno speciale nastro a rulli su cui vengono simulate condizioni di marcia e alcune stimolazioni muscolari mediante scosse elettriche. L'organismo, una volta giunto a terra, riesce a recuperare i valori standard nel giro di qualche settimana.

Sotto stress, le ghiandole surrenali sono stimolate a produrre grande quantità di cortisolo: un ormone che inibisce il sistema immunitario ed irrita i tessuti del cervello. A lungo andare ha gli stessi effetti negativi del cortisone.

L'immobilismo forzato e l'assenza di peso causano la decalcificazione ossea (osteoporosi). Il calcio si distacca dalle ossa e torna in circolo nel sangue. Le ossa perdono mediamente dal 4 al 5% del loro peso. Risultato: predisposizione alle fratture, crampi, mal di schiena (i dischi che separano le vertebre spinali si espandono). Infine l'esposizione ai raggi cosmici aumenta la possibilità di tumori.

PER DETTAGLIARE (E RAFFORZARE) MEGLIO L'ARGOMENTO VI PRESENTO UN ALTRO STUDIO PROFESSIONALE SUI PROBLEMI DEL CORPO UMANO NELLO SPAZIO, EFFETTUATO PER CONTO DELL'ESA (AGENZIA SPAZIALE EUROPEA).

1) Spostamento dei liquidi nell'organismo: come emerso dai risultati di voli di lunga durata (Skylab 4, Salyut 6), Ia scomparsa dell'effetto idrostatico determina uno spostamento del sangue e di altri liquidi dalle regioni podaliche a quelle cefaliche: questo spostamento, definito come "centralizzazione ematica" provoca pressione nelle vie nasali, pesantezza e mal di testa e comporta una temporanea modifica delle caratteristiche fisiche, evidente soprattutto nel viso: la cosiddetta "puffy face" con turgore del volto e del collo, cute pastosa, palpebre ispessite, lieve protrusione dei bulbi oculari, vene giugulari, frontali e temporali turgide. Questo shift di liquidi è seguito (sebbene di solito superato durante le prime ore di permanenza nello spazio) da aumento della diuresi anche in presenza di un minore introito spontaneo e di un livello anormalmente alto di ADH, che conducono ad una perdita di 2- 4 kg di massa corporea. Si suppone che alla base dell'aumentata diuresi, che tipicamente permane durante tutto il volo e nei primissimi periodi dopo il rientro, ci siano altri meccanismi, in particolare una maggiore increzione del peptide natriuretico atriale (ANP – ormone di origine peptidica prodotto da cellule specializzate del miocardio) che viene stimolata dalla distensione delle pareti atriali.

2) Effetti sul cuore e sulla pressione arteriosa: anche l'apparato cardiovascolare è fortemente influenzato dalla gravità. La forma, le dimensioni, la massa muscolare e la funzione del cuore si sono evolute (sulla terra) al fine di sostenere il flusso sanguigno contro l'effetto della gravità. Le spesse guaine dei vasi degli arti inferiori sostengono il peso del sangue sottoposto al gradiente idrostatico esistente fra cuore e piedi. Infine valvole monodirezionali presenti nelle vene impediscono al sangue di rifluire a causa del suo peso. La microgravità altera questo equilibrio determinando importanti alterazioni strutturali e funzionali dell'apparato cardiovascolare. Infatti, in seguito a voli spaziali la massa cardiaca si riduce, il sangue e più in generale i fluidi dell'organismo subiscono una ri-distribuzione i cui effetti negativi non ci sono ancora del tutto noti, la scomparsa della pressione idrostatica altera il corretto rapporto fra liquidi endovascolari e tessuti degli organi perfusi (rene, etc.). La conseguenza è che i sistemi di controllo della funzionalità cardiovascolare (nervosa ed umorale) sono costretti ad attuare correzioni parafisiologiche il cui potenziale patogeno rimane ancora da verificare. Episodi di aritmia extrasistolica sono stati descritti nell'equipaggio dell'Apollo XV (polso bigemino, contrazioni atriali premature) e sono stati attribuiti a ipopotassiemia (carenza di potassio) legata alla perdita di liquido nella fase iniziale del volo. Ciò ha portato all'adozione di diete ricche di potassio prima e durante il volo. Misure ecocardiografiche eseguite in missioni di lunga durata, non hanno dimostrato variazioni del setto e della parete posteriore del ventricolo stesso. La pressione arteriosa omerale tende ad aumentare nei valori sistolici e a diminuire nei diastolici.

3) Problemi vestibolari: postura, equilibrio, orientamento e coordinazione sensomotoria sono per la massima parte dipendenti dai propriocettori (organi sensitivi specializzati, che danno informazioni sia sulle posizioni assunte dal corpo,sia sui parametri dinamici del movimento) specialmente vestibolari (otoliti) che, non avendo più un impulso corretto, devono essere vicariati (cioè suppliscono) dalla sola vista, creando una sensazione di fastidio o "simil confusione" per l'astronauta. La cessazione di questi riferimenti in microgravità provoca illusioni e disturbi, indicati con la generica espressione di Space Motion Sickness (SMS) o mal di spazio; è importante sottolineare che la chinetosi (disturbo dovuto a spostamenti ritmici o irregolari del corpo) è una risposta normale di individui sani quando questi vengano esposti per un periodo di tempo sufficientemente lungo ad uno stimolo di elevata intensità che non è loro familiare. In tal caso è l'assenza, piuttosto che la presenza di sintomi, ad indicare una patologia sottostante. Il sintomo più precoce è, comunemente, una sensazione di disturbo gastrico che, se lo stimolo è protratto, comporta un rapido deterioramento del benessere, noto come "fenomeno valanga": nausea progressivamente più intensa, pallore, sudore freddo, "flushes" al volto ed al collo, capogiri, secchezza delle fauci e successivamente aumentata salivazione che può esitare in vomito.

4) Funzione endocrina: è stato ipotizzato che la perdita di liquidi, connessa con la centralizzazione ematica in microgravità (massima nel periodo iniziale) e interpretata dai pressocettori (terminazioni nervose) cardiopolmonari come ipervolemia (aumento del volume sanguigno circolante) generale, fosse conseguente all'inibizione dell'ADH (ormone antidiuretico) e del sistema renina-angiotensina-aldosterone (SRAA meccanismo ormonale che regola la pressione sanguigna) Leach, oltre a incremento iniziale dell'ADH, ha osservato anche aumento dell'insulinoresistenza (bassa sensibilità delle cellule) e dei livelli di T3 e T4 dopo il volo, probabilmente in rapporto con lo stress del rientro. Diminuisce il rilascio del GH (ormone della crescita), con ovvie conseguenze sul trofismo muscolare e osseo e sulle risposte Immunitarie.

5) Modificazione della composizione del sangue: è stata osservata in quasi tutti gli equipaggi una diminuzione nel numero totale degli eritrociti (anemia): i tempi di ritorno ai valori normali iniziarono in genere tra il 30° e 60° giorno dal rientro. Ciò avviene anche per il numero dei reticolociti, (eritrociti giovani privi di nucleo cellulare appena immessi nel circolo sanguigno e che hanno il compito di conservare i ribosomi per produrre emoglobina per circa 24 ore) che diminuisce nel periodo iniziale del volo dal 26 al 50%. Anche Ia morfologia eritrocitaria è alterata (anisopoichlilocitosi – presenza nel sangue di globuli rossi di dimensione e forma anomala). È probabile una diminuzione dell'attività eritropoietina (formazione dei globuli rossi) midollare. Il comportamento dei leucociti è diverso, in quanto si sono osservati lieve aumento dei polimorfonucleati neutrofli (hanno la funzione di assorbire le sostanze dannose) e diminuzione del linfociti T.(responsabili dell'immunità adattiva).

6) Metabolismo e trofismo dei tessuti osseo e muscolare: è sicuramente uno degli aspetti più importanti dei voli di lunga durata: il tessuto osseo, non più sollecitato dal carico, va incontro ad aumento del catabolismo (destrutturazione) e perde l'1- 2% del calcio totale dopo qualche settimana di microgravità con conseguente osteoporosi (analoga a quella da immobilizzazione). La perdita di calcio (ma non di fosforo) avviene solo nelle ossa che sono normalmente portanti, a carico essenzialmente della porzione trabecolare (tessuto connettivo di sostegno) e con velocità di recupero differenziata. Aumentano la calcemia e la calciuria e diminuiscono conseguentemente l'increzione di paratormone e la trasformazione della 2 5-idrossivitarnina D in 1,25 diidrossicolecalciferolo, fondamentale regolatore dell'assorbimento del calcio nel tratto gastrointestinale, per cui viene ostacolato il trasporto intestinale del calcio e ne aumenta l'eliminazione fecale. I risultati variano considerevolmente da un volo all'altro e sono strettamente correlati alle caratteristiche del volo, all'esercizio fisico effettuato e, probabilmente ad un fattore individuale finora sconosciuto. Nel caso di voli di spazionauti anziani bisogna tener conto dell'osteopenia senile. La calcitonina e l'arricchimento della dieta con Ca e P non sono risultati utili, a differenza del difosfonato a dosi elevate (20 mg/ kg/ die), del fluoruro stagnoso e del clodronato. I due ultimi sono mal tollerati dall'uomo. Il tessuto muscolare striato va incontro a corrispondenti fenomeni catabolici (aumento della escrezione urinaria di N2, K, creatinina, aminoacidi e a ipotrofia). L'ipotrofia e l'ipotonia sono essenzialmente limitate ai muscoli antigravitari (arti inferiori, collo, rachide). Necessitano un paio di mesi per il ripristino normofunzionale. Gli astronauti della ISS svolgono quotidianamente sedute di esercizi (2 ore) con particolari pedane mobili e cyclette per combattere i fenomeni sopra descritti.

Metodi di simulazione della microgravità:

Lo stato di microgravità è molto difficile da simulare al suolo nella sua completezza per tempi sufficienti a studiarne gli effetti fisiopatologici. L'unica tecnica che ci permette di ricreare condizioni di microgravità a terra analoghe al volo spaziale è il volo parabolico il cui limite è temporale (25-30 secondi). Generalmente il velivolo utilizzato per effettuare il volo parabolico è il KC 135 ("tbc vomit cornet"). I brevi periodi di microgravità sono preceduti e seguiti da brevi carichi accelerativi intorno a +2Gz, che influenzano inevitabilmente le risposte fisiologiche, anche se - per qualche parametro - in misura minima. Tale metodica è indicata per l'addestramento degli spazionauti. I vari espedienti attuati verso la fine degli anni '50 da Tommaso Lomonaco, L. Fabris e coll., quali la torre e l'asse di subgravità consentivano tempi ancora più brevi del volo parabolico oppure presentavano, rispettivamente, problemi di meccanica. Invece metodi ancora impiegati, quali l'immersione in acqua (proposta da Margaria) o il clinostatismo (posizione) orizzontale protratto con minima mobilità, o il più recente clinostatismo con inclinazione di 3 -12° verso il basso della parte superiore del corpo, permettono studi di lunga durata, fino a molti mesi, ma hanno validità limitata, almeno per alcune importanti funzioni.

Per quanto concer­ne la simulazione spaziale per mezzo dell'immersione in acqua si deve precisare che nella "città delle stelle" (Starcity, a circa 20 Km da Mosca) è presente una grande piscina, l'Idrolab, dove da un lato i medici spaziali possono studiare le condizioni che si vengono a creare durante una passeggia spaziale e dall'altro gli astronauti fanno esperienza sui comportamenti da adottare nel momento in cui si trovino ad affrontare un'uscita dalla ISS.

   

CURIOSITÀ ASTRONAUTICA E STRANE ANALOGIE BIBLICHE

"2012 - Profumi nello spazio USA - Houston abbiamo un problema: nello spazio c'è puzza di bruciato. Ma anche profumo di lampone".

"Gli astronauti di ritorno sulla Terra hanno raccontato - con una certa sorpresa - di strani odori sentiti nel corso delle ‘passeggiate' nello spazio. Secondo alcuni articoli comparsi sulla stampa americana avrebbero avvertito odore di carne bruciata vagamente metallico; altri raccontano, una volta rientrati alla base, di aver sentito odore di lampone o di un liquore dolce, tipo il rum, che aveva impregnato tutto, dalle tute, ai caschi, ai guanti e alle apparecchiature. Il chimico Steven Pearce, che per la Nasa ha il compito di ricreare sulla Terra gli odori presenti nello spazio per l'addestramento degli astronauti, sostiene che la natura metallica degli aromi potrebbe derivare dalle vibrazioni ad alta energia degli ioni.

Secondo la rivista Discover Magazine quello che gli astronauti hanno davvero sentito sono idrocarburi policiclici aromatici IPA o PAH, che si formano durante la combustione generata dalla morte di una stella. Tali composti si trovano anche in materiali presenti sulla Terra, come la pancetta per esempio, e sono considerati cancerogeni. Conoscere la chimica dello spazio potrebbe portare alla conoscenza di tutte le fragranze possibili nel suo profondo. Tre anni fa si scoprì la molecola di etile formiato, un composto responsabile dell'aroma di rum e di lampone, nella nube Sagittarius B2 al centro della Via Lattea.

"Ogni volta che aprivo la camera stagna e il portellone per far rientrare due colleghi stanchi che avevano lavorato all'esterno, i miei sensi venivano colpiti da uno strano odore" raccontava già dieci anni fa l'astronauta Don Pettit. "All'inizio non sapevo bene cosa fosse, mi credevo che arrivasse dai condotti dell'aria per la pressurizzazione dell'ambiente. Poi mi sono reso conto che quell'odore insolito proveniva da tute, guanti e caschi che avevano usato là fuori. Era più forte sui tessuti che sulle superfici di plastica o metallo. È difficile dire di preciso di che odore si trattasse, un po' come quando si assaggia un cibo nuovo e si dice 'mhmmm, sa vagamente di questo o di quello'... La sensazione più vicina era di qualcosa di metallico, un gradevole odore di metallo dolciastro, che mi ricordava le estati da studente passate a riparare i macchinari di un piccolo impianto per il trasporto di tronchi. Saldatura, ...ecco di cosa profuma lo spazio".

L'Antico Testamento biblico ci racconta letteralmente che: "(…) gli Elohìm amavano e/o avevano necessità (?) di annusare "periodicamente" dei profumi specifici, anzi, degli odori particolari.

In Genesi 8,18-21 il racconto narra ciò che è successo al termine del diluvio universale: Noè verifica che le acque si sono ritirate, fa uscire dall’Arca sua moglie, i figli con le rispettive consorti, tutti gli animali, ciascuno secondo la sua specie… Come primo atto il patriarca biblico sente la necessità di erigere un altare sul quale offrire dei sacrifici: dice il versetto 20 che egli offrì olocausti, HW_ [olòt], di animali e volatili.

Con il termine HW_ [olà] l’ebraico indica il sacrificio che consisteva nel bruciare totalmente la vittima senza lasciarne alcunché; non rimanevano quindi parti da consumare o da offrire: l’oggetto dell’offerta era dato esclusivamente dal fumo o, per la precisione, dall’odore. Il termine [olà] contiene i significati del verbo [alà] “salire” e del sostantivo [kol] che indica la totalità: era quindi un sacrificio nel quale la vittima doveva trasformarsi “totalmente” in fumo.

Il vocabolo italiano “olocausto” mantiene pienamente il senso perché deriva dal termine greco “olòkaustos” che identifica “ciò che è stato interamente arso” sul fuoco. Dunque la fisicità (non la trascendenza…ndr) di quanto prodotto era importante nella fase dell’esecuzione

(…) Nei racconti più antichi, tale sacrificio a scopo puramente “OLFATTIVO” era portatore di un omaggio o accompagnava una supplica e solo col passare dei secoli ha assunto anche un valore espiatorio: in origine dunque serviva a facilitare il rapporto con gli Elohìm, (molte volte nel libro dell’Esodo) a omaggiarli per ingraziarseli, per renderli amichevoli, per ben predisporli ad accettare eventuali richieste presentate dall’offerente…”

Nell’antichità  gli Elohim avevano la necessità di richiedere espressamente questi “profumi”; oggi abbiamo quindi un dato che non ci aspettavamo: chi viaggia nello spazio avverte delle sensazioni olfattive nette, talmente intense da essere ricordate e talmente forti da indurre la NASA a inserirle nei programmi spaziali e di addestramento degli astronauti.

“ Steven Pearce, chimico e direttore dell’azienda profumiera inglese Omega Ingredients, aveva prodotto in passato l’odore dell’interno della navicella spaziale russa Mir e, parlando a una scuola di Manchester nell’ambito di un convegno scientifico, ha detto che la NASA lo ha contattato per chiedergli di mettere a punto una sorta di profumo che riproducesse questa sorta di “odore dello spazio”. Dice il chimico che è stato abbastanza facile riprodurre l’odore della carne alla griglia e che più difficile era invece riprodurre quello del metallo riscaldato”.

Ebbene per concludere in bellezza vi dico anche che la sensazione olfattiva scatenata dai suddetti IPA o PHA stimola il cervello, le ghiandole surrenali e l’apparato digerente a produrre “endorfine” che sono peptidi (composti proteici di dimensioni limitate a pochi aminoacidi) dotati di una potente attività analgesica ed eccitante. La loro azione è simile a quella della morfina ed altre sostanze oppiacee, con la differenza che sono naturalmente prodotte dal nostro organismo. Oltre ad aumentare la tolleranza al dolore le endorfine sono coinvolte: nella regolazione del ciclo mestruale; nella secrezione di altri ormoni come GH, ACTH, prolattina, catecolamine e cortisolo; nel senso di benessere ed appagamento che insorge al termine di un rapporto sessuale; nel controllo dell'appetito e dell'attività gastrointestinale; nella termoregolazione e nella regolazione del sonno. Il coinvolgimento delle endorfine nel controllo delle attività nervose è stato a lungo studiato ed il ruolo di queste sostanze per certi aspetti non è ancora stato completamente chiarito. L'aspetto più affascinante ed interessante delle endorfine risiede nella loro capacità di regolare l'umore. Durante situazioni particolarmente stressanti (come ad esempio il viaggio spaziale e le passeggiate spaziali) il nostro organismo cerca di difendersi rilasciando endorfine che, da un lato aiutano a sopportare meglio lo stress ed il dolore e dall'altro, influiscono positivamente sullo stato d'animo che è incisivo nelle situazioni in cui concentrazione e controllo sono indispensabili.

L’UOMO NON E’ PROGETTATO PER VIVERE O SOPRAVVIVERE NELLO SPAZIO. L’UNICA POSSIBILITA’ E’ QUELLA DI SVILUPPARE UNA TECNOLOGIA CHE PERMETTA L’ESATTA SIMULAZIONE DELL’AMBIENTE TERRESTRE.

BIBLIOGRAFIA

(grazie a Massimo Corbucci per le sue scoperte che mi hanno permesso finalmente di capire:
"E' il tempo la causa dell'effetto gravitazionale" - di Massimo Corbucci GdM n. 513 Febbraio 2015)
http://www.corriere.it/salute/dizionario/accelerazione_effetti_dell/index.shtml

http://www.altecspace.it/focus-tematico/microgravita

http://www.homolaicus.com/scienza/ricerche_spazio_cosmico.htm

http://www.medicitalia.it/minforma/medicina-aeronautica-e-spaziale/811/effetti-della-microgravita.html

la Fisica del caso – di Massimo Corbucci – Ed. i Libri del  Casato 2013

http://www.rai.it/dl/tg3/articoli/ContentItem-91ffc24c-2a9e-410a-b49d-88f294f1556f.html

http://www.maurobiglino.it/?p=2736

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