C'è un fastidioso problema sotto la superficie dell'eccitazione che circonda il futuro delle missioni a lungo termine nello spazio. Gli effetti dell'esposizione alle radiazioni agli astronauti non sono del tutto chiari, ma potrebbero variare dalla malattia da radiazioni acute (forse dopo essere stati catturati da un'intensa tempesta solare durante il transito interplanetario) a danni cellulari graduali, aumentando notevolmente il rischio di cancro nelle missioni a lungo termine. Quindi cosa possiamo fare al riguardo? L'umanità è altamente adattiva e alcune contromisure vengono gradualmente realizzate. (E sì, le scimmie spaziali russe potrebbero essere in grado di aiutare…)
Il problema si presenta quando gli umani lasciano la coperta protettiva del campo magnetico terrestre. Agendo come un enorme campo di forza invisibile, la magnetosfera devia la maggior parte delle particelle dannose di alta energia che vengono sparate dal Sole. Tutto ciò che penetra in questa barriera viene rapidamente assorbito dalla nostra densa atmosfera. Anche ad alta quota, in orbita terrestre bassa, può essere fornita una certa protezione agli astronauti (sebbene la radiazione ambientale sia molto più alta lassù che quaggiù). Quindi quando parliamo di colonizzare altri pianeti e di mandare sempre più astronauti nello spazio profondo, l'esposizione alle radiazioni diventa un rischio maggiore.
Una preoccupazione immediata è che gli astronauti potrebbero rimanere intrappolati in una tempesta solare, in cui il Sole (solitamente attorno al massimo solare) espelle enormi nuvole di protoni altamente energetici. Se la tempesta è abbastanza intensa, enormi dosi di radiazioni potrebbero essere inflitte agli uomini e alle donne nello spazio. All'incirca, una dose di 500 rad o più ucciderà un essere umano in due o tre ore e una dose più piccola potrebbe causare malattie acute da radiazioni. La malattia da radiazioni potrebbe essere fatale in settimane se l'astronauta non dovesse ricevere cure mediche urgenti. Che ne dite dell'impatto graduale a lungo termine dell'esposizione prolungata a dosi di radiazioni più alte del normale? Questa è un'area della medicina spaziale che non comprendiamo ancora del tutto.
In una nuova ricerca del Lombardi Comprehensive Cancer Center presso il Georgetown University Medical Center, la natura ad alta energia delle radiazioni nello spazio può portare all'invecchiamento precoce e allo stress ossidativo prolungato nelle cellule. Ciò suggerisce anche che gli astronauti rischiano un rischio più elevato del normale di tumori, come il cancro del colon, attraverso l'esposizione a radiazioni "high linear energy transfer" (LET). Le radiazioni LET sono costituite dai protoni ad alta energia emessi dal Sole e causano un'enorme quantità di danni a piccole aree di tessuto.
“L'esposizione alle radiazioni, intenzionale o accidentale, è inevitabile durante la nostra vita, ma con i piani per una missione su Marte, dobbiamo capire di più sulla natura delle radiazioni nello spazio. Al momento non ci sono informazioni conclusive per stimare il rischio che possono verificarsi gli astronauti."- Kamal Datta, M.D., assistente professore alla Lombardi e autore principale.
Con la Costellazione del progetto della NASA all'orizzonte, ci si è concentrati sugli effetti a lungo termine delle radiazioni interplanetarie. In definitiva, questo progetto mira a inviare gli umani sulla Luna e su Marte, ma ci sono forti indicatori che gli astronauti dovranno affrontare in un aumento del rischio di cancro e nella riduzione della durata della vita, un enorme ostacolo a una missione che dura diversi mesi o un fiorente proto-insediamento.
È qui che i topi di laboratorio ci aiutano. La quantità di "radicali liberi" (molecole altamente reattive spesso legate al cancro e all'invecchiamento cellulare) è stata misurata e ha scoperto che i topi sviluppavano tratti gastrointestinali altamente ossidativi (cioè pieni di molecole di radicali liberi) quando esposti a radiazioni LET simili allo spazio. Il gruppo Lombardi ha concluso che i topi avevano sviluppato un rischio elevato per vari tumori, in particolare i tumori gastrointestinali. Hanno anche notato che dopo l'esposizione (anche dopo due mesi), i topi invecchiavano prematuramente, il che significa che l'effetto del danno da radiazioni può persistere a lungo dopo l'esposizione a un ambiente con LET elevato.
Quindi cosa possiamo fare? Sono in atto diversi piani per testare ulteriormente gli effetti delle radiazioni sull'uomo e prevedere quando gli astronauti saranno a rischio. Questa settimana, la Russia ha annunciato piani (controversi) di rimandare nello spazio le scimmie, possibilmente fino a Marte. Una volta che lo shock di questa proposta "obsoleta" si è esaurito (il precedente programma russo sulle scimmie spaziali ha esaurito i finanziamenti negli anni '90), è diventato molto chiaro ciò che l'agenzia spaziale russa spera di ottenere: avere una migliore comprensione del esposizione a lungo termine a un ambiente LET elevato sulla fisiologia umana. Molti sosterranno che questa pratica è crudele e superflua, ma altri diranno che le scimmie vengono utilizzate ogni giorno negli esperimenti, perché non dovrebbero aiutarci nel mondo ultramoderno dei viaggi nello spazio? La giuria è ancora fuori su questo dibattito, ma ci sono molti modi per indagare e contrastare l'effetto delle radiazioni sull'uomo.
Esistono anche molti sistemi in atto per proteggere l'umanità dall'assalto delle tempeste solari. Utilizzando l'Osservatorio solare ed eliosferico (SOHO) e altre imbarcazioni situate tra la Terra e il Sole, è stato istituito un sistema di allarme rapido per fornire agli astronauti in orbita un po 'di tempo per mettersi al riparo in caso di lancio di un bagliore solare legato alla Terra. Questo sistema è pienamente operativo e si è già dimostrato. Di recente, ho giocato con l'idea di un simile sistema di allarme rapido basato su Marte, fornendo alle future colonie su Marte un preavviso di circa 40 minuti di una tempesta solare in arrivo.
La schermatura è un'altra ovvia misura protettiva. Molto probabilmente le colonie lunari e su Marte utilizzeranno grandi quantità di regolite per bloccare le particelle in arrivo. Solo pochi metri di regolite scavata localmente forniranno una protezione eccellente. Ma che dire del viaggio su Marte? Come saranno protetti gli astronauti di progetti come Constellation? Forse un avanzato "Ion Shield" potrebbe funzionare?
Qualunque sia l'effetto delle radiazioni sugli esseri umani nello spazio, sembra ovvio che siamo nell'infanzia del volo spaziale e stiamo già affrontando alcuni dei problemi più difficili. Nei prossimi anni, molti sforzi saranno focalizzati sulla salute degli astronauti, sperando di trovare alcune risposte al problema delle radiazioni spaziali.
Fonte originale: Georgetown University Medical Center
