Come simulare la gravità in una nave spaziale

Un dispositivo simile a un "aspirapolvere umano" crea una forza di suzione utile a contrastare gli effetti dell'assenza di peso. Ma non è la sola idea allo studio in vista dei viaggi marziani.

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I test del LBNP in laboratorio. | Alan Hargens

Mesi di vita in microgravità indeboliscono le ossa, assottigliano i muscoli e rendono gli arti inferiori atrofici e ipersensibili al tatto. Gli astronauti in missione sulla ISS provano a contrastare gli effetti dell'assenza di peso con un allenamento mirato, ma al ritorno sulla Terra devono comunque affrontare lunghi mesi di riabilitazione.

 

Per i lunghi viaggi verso Marte, occorrerà trovare un'altra soluzione, se non si vuole inviare sul Pianeta Rosso un equipaggio già indebolito: l'ultima al vaglio della Nasa si chiama lower body negative pressure (LBNP) ed è questa specie di "scatola" che vedete qui sotto (e in apertura).

 

Schema di funzionamento del LBNP. | John Charles/Watenpaugh et al

Come funziona. Il dispositivo sviluppato con la collaborazione di Alan Hargens, chirurgo ortopedico dell'Università della California di San Diego, ricrea una forma di gravità simulata sugli arti inferiori attraverso una "forza di suzione": un'aspirazione che permette agli astronauti di esercitare le gambe in modo simile a come farebbero sulla Terra.

 

Immobili per la scienza. Nei test di laboratorio, ha dimostrato di saper contrastare i problemi muscolari e scheletrici di volontari costretti a rimanere su un lettino, a riposo (una condizione che si usa per simulare gli effetti della gravità zero). In un esperimento, 15 coppie di gemelli sono stati lasciati per 28 giorni in posizione orizzontale, con la testa leggermente inclinata verso il basso.

 

Sdraiati in... palestra. Uno per coppia si è potuto allenare nel LBNP per 40 minuti al giorno, su un tapis roulant verticale che - grazie alla forza di suzione e alla posizione dell'astronauta - risultava equivalente, a livello percettivo, a un attrezzo orizzontale. I muscoli che sostengono la schiena e ci mantengono in posizione eretta si sono indeboliti molto nel gruppo di controllo, ma non nei gemelli che avevano potuto allenarsi.

 

Realtà virtuale. «Una versione simile del dispositivo potrebbe essere progettata per i viaggi marziani. Per il benessere dell'equipaggio il sistema potrebbe includere ambientazioni virtuali per simulare passeggiate e corse con la famiglia, sulla spiaggia o in montagna» dice Hargens. Ma la forza di pressione potrebbe essere usata anche per simulare la posizione da seduti - nella quale trascorriamo 12-16 ore al giorno, con il carico di peso imposto a schiena e gambe.

 

Altri progetti. L'agenzia spaziale russa Roscosmos sta sperimentando sulla ISS un dispositivo simile, chiamato Chibis suit: un paio di pantaloni "a suzione" per richiamare fluidi nella parte inferiore del corpo e contrastare l'afflusso di liquidi verso la testa, che può creare problemi - per esempio, visivi - agli astronauti. Ma la tuta non può essere usata per fare esercizio.

 

Il progetto cinese di "tuta a vuoto", simile a una fisarmonica. | Watenpaugh et al

Effetto risucchio. Mentre sempre nel laboratorio di Hargens, l'agenzia spaziale cinese sta lavorando a un dispositivo a fisarmonica, con un paio di bretelle da indossare, che ricrea il vuoto attorno alla parte inferiore del corpo ogni volta che l'astronauta fa uno "squat" (un piegamento sulle gambe).

 

Questioni di spazio. Insomma la soluzione ideale per contrastare l'assenza di gravità sarebbe una centrifuga gigante per "criceti umani" come quella proposta in 2001: Odissea nello spazio. Ma si stanno progettando anche soluzioni meno ingombranti e pericolose.

 

28 novembre 2016 | Elisabetta Intini