In preparazione di missioni umane di lunga durata lo studio di questi aspetti in un ambiente confinato ed isolato “ground-based” può rappresentare una valida possibilità sperimentale.
Per studiare alcuni di questi aspetti l’Institute for BioMedical Problems (IBMP) di Mosca (Russia), in collaborazione con l’ESA, ha promosso campagne di simulazione di missioni per Marte, di durata variabile dai 100 ai 500 gg. A tal fine sono state realizzate strutture che simulano l’ambiente di una missione di lunga durata appositamente attrezzate in territorio russo. La facility consiste in una unità sperimentale a terra (NEK) localizzata a Mosca presso l’IBMP. Per la prima simulazione di 105 giorni sono stati selezionati complessivamente 70 esperimenti proposti da centri di ricerca di tutto il mondo.
ASI ha concordato, nell’ambito del gruppo di lavoro di Scienze della Vita ASI/RKA (l’omologa Agenzia Spaziale Russa) una partecipazione diretta al programma MARS500 e ha emesso una Call for Proposals (CfP) intolata “ASI Participation in the Mars500 Program”. Lo scopo di questa CfP era la selezione di due programmi nazionali focalizzati su quattro diversi argomenti: nutrizione, telemedicina, contaminazione microbica, performance mentale e contromisure psicologiche.
Sono pervenute in ASI 11 proposte due delle quali sono state selezionate per la parte di simulazione relativa ai 105 giorni di isolamento/confinamento: quella della Scuola Superiore S. Anna – Pisa e quella dell’Università di Bologna. L’inizio della campagna sperimentale di isolamento è prevista per metà di Marzo 2009.
Progetto della Scuola Superiore S. Anna – Pisa:
Gli stimoli ambientali provocano risposte adattative (allostasi), quali alterazioni sistemiche e comportamentali che determinano lo sviluppo delle migliori capacità omeostatiche di un individuo. Gli astronauti impegnati in missioni di lunga durata costituiscono un modello di impegno cronico e stressante in “ambienti estremi”. I disordini del sonno rappresentano un problema cruciale per la colonizzazione spaziale.
La funzione del sonno è stata associata alle oscillazioni lente del sonno [Sleep Slow Oscillations (SSO)] che caratterizzano la fase sonno a onda lenta. I proponenti di questo progetto hanno sviluppato di recente un algoritmo ad hoc che estrae I segnali SSO da altri segnali ottenuti attraverso strumentazione EEGstandard.
In questo progetto saranno studiate le modalità per cui lo stress cronico ha effetto sull’SSO e, vice versa, la maniera in cui anormalità delle SSO possono alterare le funzioni cognitive/emozionali nonché quelle cardiovascolari.
Progetto dell’Università di Bologna:
Questo approccio sperimentale è basato su procedure analitiche sensibili, non invasive (raccolta di campioni respiratori, saliva, urina feci) o minimamente invasive (gocce di sangue). La raccolta di questi campioni biologici sarà effettuata a bordo del simulatore da parte dell’ equipaggio impegnato nella missione Mars500. In particolare, la ricerca sarà focalizzata sull’analisi del:
(i) sistema gastrointestinale, attraverso il "breath test" dopo somminstrazione orale di substrati marcati con un isotopo del carbonio stabile e non radioattivo;
(ii) sistema respiratorio per il monitoraggio dei markers di processi infiammatori.
(iii) sistema renale attraverso la valutazione dei composti azotati.
(iv) sistema cardiovascolare, attraverso un approccio telematico wireless con l’uso di un elettrocardiografo dedicato;
(v) sistema immunitario e comportamento psicologico attraverso il monitoraggio di una possibile riattivazione di herpes virus umani latenti.
I risultati di questa prima fase sperimentale saranno disponibili entro la fine del 2009. A questa prima fase di 105 giorni ne seguirà una finale di oltre 500 giorni che simulerà in maniera cronologica fedele una missione spaziale verso Marte.
Vittorio Cotronei, Gianfranco Risuleo – Unità ASI MED
