¿Qué tan débiles se sentirán los astronautas en Marte después de meses en el espacio?


En la próxima década, en 2033, la NASA y China pretenden enviar astronautas a Marte por primera vez en la historia. Esto presenta numerosos desafíos, que van desde problemas logísticos y técnicos hasta garantizar que los astronautas puedan lidiar con los desechos y tener suficiente comida y agua para el tránsito de meses hacia y desde Marte. Pero, por supuesto, también está la salud y la seguridad de los astronautas, que pasarán meses viajando por el espacio donde estarán expuestos a la radiación cósmica y la microgravedad. Incluso existe la preocupación de que después de meses de exposición a la microgravedad, los astronautas tendrán problemas para adaptarse a la gravedad marciana.

Concepción artística de un cohete nuclear bimodal que realiza el viaje a la Luna, Marte y otros destinos del Sistema Solar. Crédito: NASA

Para determinar si estos temores tienen mérito, un equipo de expertos en medicina espacial de la Universidad Nacional de Australia (ANU) desarrolló un modelo matemático para predecir si los astronautas pueden viajar de manera segura a Marte y cumplir con sus funciones una vez que lleguen al Planeta Rojo. Este modelo podría ser inmensamente valioso junto con todos los demás preparativos que deben realizarse antes de que los astronautas pongan un pie en Marte. También podría usarse para evaluar el impacto de misiones de corta y larga duración que lleven a los astronautas mucho más allá de la órbita terrestre baja (LEO) y el sistema Tierra-Luna en el futuro.

El artículo que describe su modelo matemático y sus conclusiones apareció recientemente en npj Microgravity, una revista científica publicada por Nature. El equipo de investigación estuvo dirigido por el Dr. Lex van Loon, investigador asociado de la Facultad de Salud y Medicina (CHM) de la ANU. Como él y sus colegas señalan en su estudio, los peligros potenciales para las misiones con destino a Marte son numerosos, pero podría decirse que la mayor amenaza es el tiempo que los astronautas pasarán en microgravedad. Combinada con la dañina radiación del Sol y fuentes cósmicas, la experiencia provocará cambios fundamentales en sus cuerpos.

Según una extensa investigación realizada a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS), se sabe que la microgravedad causa pérdida de densidad muscular y ósea y afecta la función de los órganos, la vista y el sistema cardiopulmonar: el corazón y su capacidad para bombear sangre a través del sistema de arterias del cuerpo. y venas. Como describió Van Loon en un comunicado de prensa de ANU, su investigación no solo es esencial debido a las misiones propuestas a Marte, sino también para el floreciente sector espacial comercial:

Concepto artístico de Mars Ice Home. Crédito: NASA.

“Sabemos que lleva entre seis y siete meses viajar a Marte y esto podría causar que la estructura de los vasos sanguíneos o la fuerza de su corazón cambien debido a la ingravidez experimentada como resultado del viaje espacial de gravedad cero. Con el auge de las agencias de vuelos espaciales comerciales como Space X y Blue Origin, hay más espacio para que las personas ricas, pero no necesariamente sanas, vayan al espacio, por lo que queremos usar modelos matemáticos para predecir si alguien está en condiciones de volar a Marte”.

La coautora, la Dra. Emma Tucker, astrofísica y registradora de medicina de emergencia, agregó que la exposición prolongada a la gravedad cero podría hacer que el corazón se vuelva perezoso porque no tiene que trabajar tan duro para vencer la gravedad y bombear sangre por todo el cuerpo.

“Cuando estás en la Tierra, la gravedad atrae fluidos hacia la mitad inferior de nuestro cuerpo, razón por la cual algunas personas notan que sus piernas comienzan a hincharse hacia el final del día. Pero cuando vas al espacio, esa atracción gravitacional desaparece, lo que significa que el líquido se desplaza hacia la mitad superior de tu cuerpo y eso desencadena una respuesta que engaña al cuerpo haciéndole creer que hay demasiado líquido. Como resultado, empiezas a ir mucho al baño, empiezas a deshacerte del exceso de líquido, no sientes sed y no bebes tanto, lo que significa que te deshidratas en el espacio.

El vehículo de transferencia de tripulación (CTV) que utiliza sus motores de cohetes térmicos nucleares para reducir la velocidad y establecer una órbita alrededor de Marte. Crédito: NASA

Esto, dice Tucker, es la razón por la cual los astronautas que regresan de la ISS se desmayan cuando vuelven a pisar la Tierra o necesitan ser transportados en sillas de ruedas. Cuanto más tiempo permanezcan en el espacio, es más probable que colapsen cuando regresen a la Tierra y más difícil será el proceso de reajustarse a la gravedad de la Tierra. En el caso del Estudio de gemelos de la NASA, Mark Kelly pasó más de un año en órbita y experimentó un dolor terrible, hinchazón y otros síntomas a su regreso (como describió en su libro Endurance: A Year in Space, a Lifetime of Discovery).

Cuando se trata de misiones con destino a Marte, existe la complicación adicional impuesta por el retraso en las comunicaciones entre la Tierra y Marte. Dependiendo de la alineación del Sol, la Tierra y Marte, estos retrasos pueden durar hasta 20 minutos, lo que significa que los astronautas deben poder realizar sus tareas sin la asistencia inmediata de los controladores de la misión o las tripulaciones de apoyo (lo que incluye emergencias médicas). Como explicó Van Loon:

“Si un astronauta se desmaya cuando sale por primera vez de la nave espacial o si hay una emergencia médica, no habrá nadie en Marte para ayudarlo. Es por eso que debemos estar absolutamente seguros de que el astronauta está en condiciones de volar y puede adaptarse al campo gravitatorio de Marte. Deben poder operar de manera efectiva y eficiente con un apoyo mínimo durante esos primeros minutos cruciales”.

Impresión artística de un hábitat de Marte junto con otros elementos de la superficie de Marte. Crédito: NASA

Su modelo se basa en un algoritmo de aprendizaje automático basado en datos de astronautas recopilados de expediciones anteriores a bordo de la ISS y las misiones Apolo para simular los riesgos asociados con viajar a Marte. Las pruebas mostraron que podía simular cambios hemodinámicos cardiovasculares clave después de un vuelo espacial prolongado y bajo diferentes condiciones de carga gravitacional y de fluidos. Y los resultados son alentadores, ya que indican que los astronautas pueden funcionar después de meses en microgravedad.

Si bien el modelo actual se basa en datos derivados de astronautas de mediana edad y bien entrenados, los investigadores esperan expandir sus capacidades para incluir datos de vuelos espaciales comerciales. En última instancia, su objetivo es crear un modelo que pueda simular el impacto de un viaje espacial prolongado en personas relativamente enfermas con afecciones cardíacas preexistentes (en otras palabras, civiles no capacitados). Esperan que este modelo brinde una imagen más holística de lo que sucedería si una persona «común» viajara al espacio.

Se podrían realizar mejoras adicionales para incorporar problemas de salud relacionados con la edad, lo que tendría sentido dada la cantidad de celebridades que han volado al espacio recientemente (Wally Funk, William Shatner, Laura Shepard, Richard Branson, etc.). ¿Quién sabe? Quizás sea posible simular los efectos de la exposición prolongada a la microgravedad en los niños y el desarrollo fetal. Esta investigación es crucial si alguna vez queremos enviar humanos a la Luna, Marte y otros destinos para vivir algún día.

Con información de UniverseToday.com

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