Lo scorso gennaio, quando il presidente Bush avrebbe dovuto annunciare un'importante nuova politica spaziale, oltre 100 scienziati si sono imbattuti nel Grandstand Sports Bar di Montgomery, in Texas, per osservare l'indirizzo. Aspettavano anni da questo momento, ma anche quando il presidente ha menzionato i piani per una base lunare entro il 2020, a cui seguiranno "missioni umane su Marte e nei mondi oltre", gli scienziati non hanno esultato. "La reazione è stata seria", ricorda John Charles, un biofisico che era tra la folla. "Era più simile a 'abbiamo molto lavoro da fare'".
Questo gruppo di fisiologi, biochimici, fisici, psicologi e medici di tutta la nazione (che si trovava a una conferenza a Montgomery) ha lavorato su una sfida forse ancora più scoraggiante che costruire un veicolo spaziale per trasportare gli astronauti fino a 498 milioni di miglia a Marte e ritorno: riportarli a casa vivi e in salute.
Nel 1997, esperti della NASA e del National Space Biomedical Research Institute, un consorzio di università e laboratori nazionali con sede a Houston, hanno iniziato a identificare i problemi di salute generati da un simile viaggio, che richiederebbe circa tre anni, andata e ritorno. Hanno identificato 55 minacce, dai tumori indotti dalle radiazioni alla depressione. Alcuni problemi, come la malnutrizione (come conservare abbastanza acqua e far crescere una scorta di cibo per tre anni), non saranno impossibili da risolvere, gli scienziati prevedono. Altre sfide, tuttavia, sono così complesse da fornire foraggio per i critici che insistono sul fatto che un'esplorazione spaziale prolungata sia più adatta ai robot che alle persone.
Il record per il soggiorno più lungo nello spazio appartiene allo specialista medico russo Valery Polyakov, che ha trascorso 438 giorni a bordo della stazione russa Mir, che è stata lanciata nel 1986 e ritirata nel 2001. La Stazione Spaziale Internazionale, gestita da una partnership di 16 nazioni tra cui il Stati Uniti, Canada, Russia e Giappone, furono occupati per la prima volta nel 2000 e hanno ospitato nove spedizioni per soggiorni fino a 195 giorni.
Uno dei maggiori problemi che devono affrontare le persone che trascorrono più di un mese o due nello spazio è la perdita potenzialmente devastante del tessuto osseo, che potrebbe provocare fratture. Sulla Terra, il tessuto osseo, stimolato dall'attrazione e dalla spinta dei muscoli che agiscono contro la gravità, normalmente fa emergere nuove cellule ossee. Ma nella microgravità dello spazio, al di là della portata dei campi gravitazionali della Terra e di Marte, la rottura del tessuto osseo accelera mentre la nuova produzione rallenta, dando luogo a ossa pericolosamente assottigliate e fragili.
Per anni, gli scienziati hanno misurato la densità ossea degli astronauti e hanno anche condotto studi in cui i volontari legati alla Terra hanno trascorso settimane a letto, per simulare il modo in cui i muscoli si allentano nella microgravità. Linda Shackelford, un medico che dirige il laboratorio osseo e muscolare del Johnson Space Center, afferma che i ricercatori che lavorano sul problema hanno fatto progressi. Un modo per rallentare la perdita ossea nello spazio, suggerisce l'evidenza, è di esercitarsi con una macchina che genera parte della resistenza che la gravità tipicamente fornisce. La NASA ha messo un prototipo della macchina per esercizi sulla Stazione Spaziale Internazionale per la sua prima missione. L'astronauta Bill Shepherd, che ha trascorso quasi cinque mesi nella stazione, fino a marzo 2001, ha lavorato con quella macchina sei giorni alla settimana per un massimo di 45 minuti al giorno. "Aveva un bell'aspetto quando è tornato", dice Shackelford, aggiungendo che i test medici hanno dimostrato che gli astronauti della stazione spaziale che hanno usato la macchina hanno generalmente sperimentato una perdita ossea inferiore nella colonna vertebrale, nell'anca e nel bacino rispetto ai cosmonauti Mir. Gli scienziati della NASA stanno anche studiando se gli astronauti potrebbero trarre beneficio dall'alendronato di droga, che rallenta la rottura del tessuto osseo e viene regolarmente prescritto alle donne sulla Terra con osteoporosi.
I problemi fisici non sono l'unico tipo che gli astronauti di Marte affrontano. Per la maggior parte dei 46 anni di storia della NASA, l'agenzia ha minimizzato i problemi emotivi. E gli stessi volantini, a cominciare dagli astronauti del mercurio, i primi americani a orbitare attorno alla Terra (tra il 1961 e il 1963), tendevano ad essere chiusi per problemi psicologici. Sebbene la NASA abbia istituito un Behavior and Performance Laboratory nel 1984, non è stato fino al 1995, quando l'astronauta statunitense Norm Thagard ha trascorso 115 giorni a Mir con due cosmonauti russi, che i funzionari spaziali statunitensi hanno riconosciuto pubblicamente che gli astronauti avevano bisogno di un addestramento aggiuntivo per le sfide psicologiche di lunghi incantesimi nello spazio.
Durante la sua permanenza a Mir, Thagard, un medico e ingegnere che aveva effettuato quattro missioni di navetta, ripetutamente disse ai controllori di terra che voleva parlare con la sua famiglia e i suoi colleghi più di una volta alla settimana, come aveva fatto, e che si sentiva isolato. Una cattiva pianificazione da parte della NASA e l'agenzia spaziale russa gli impedirono di condurre la maggior parte dei suoi esperimenti, mettendolo a dura prova. Ha perso 13 chili perché non gli piaceva molto il cibo russo: zuppe, carni in gelatina e pesce. Dopo essere tornato sulla Terra, ha detto ai giornalisti che se la missione fosse stata prorogata di altri tre mesi, avrebbe potuto non farcela.
Anche altri astronauti hanno avuto difficoltà su Mir. Alcuni hanno litigato con i cosmonauti. Altri non riuscirono a dormire per lunghi periodi o affondarono nella depressione e si rifiutarono di parlare con i controllori di missione o gli altri volantini. Molti cosmonauti si sono lamentati del fatto che i controllori di missione fossero troppo esigenti. Nel 1997, la cosmonauta Vasily Tsibliev, sfinita dopo quattro mesi nello spazio, perse il controllo di una nave di rifornimento senza pilota che si avvicinava speronando contro Mir, rompendo lo scafo e mandando la stazione in un lento giro che impiegava giorni a fermarsi.
Data l'occasionale necessità di un controllo della realtà nello spazio, in cui un ritardo vocale fino a quasi mezz'ora potrebbe precludere la terapia del colloquio con uno psicologo sulla Terra, i ricercatori della University of Pennsylvania School of Medicine e della Rutgers University stanno cercando di sviluppare un sistema di bordo computer che "legge" il volto di un astronauta per segni di sofferenza emotiva. I ricercatori della Harvard University hanno ideato una serie di test mentali che possono essere gestiti da un computer portatile e che potrebbero aiutare a valutare se un astronauta è forse troppo affaticato per svolgere un compito complesso come una passeggiata nello spazio.
Contrariamente a un volo su una navetta o anche a un periodo di sosta sulla stazione spaziale, un viaggio su Marte probabilmente impedirebbe di mandare a casa un astronauta malato per le cure. E se dare la RCP è complicato sulla Terra, è decisamente bizzarro se il rianimatore fluttua all'interno di un veicolo spaziale. Gli scienziati hanno programmato un paziente fittizio computerizzato su cui gli astronauti praticano le cure di emergenza in volo. Hanno testato - con buoni risultati, afferma Hal Doerr, capo dell'assistenza medica operativa presso l'istituto biomedico spaziale dell'agenzia - un manichino sull'aereo KC-135 che la NASA usa per simulare l'assenza di gravità. La cosiddetta cometa del vomito esegue immersioni e salite per annullare l'effetto della gravità per un massimo di 25 secondi alla volta.
Le radiazioni ionizzanti, emesse dal Sole e da altri oggetti celesti, possono penetrare in un veicolo spaziale e provocare il caos con le cellule umane, aumentando potenzialmente il rischio di cancro. A dire il vero, nessun astronauta ha sviluppato il cancro attribuibile all'esposizione alle radiazioni nello spazio, ma finora i voli sono stati limitati all'orbita terrestre bassa o ad alcuni brevi viaggi sulla Luna. La prevenzione dei danni causati dalle radiazioni solari e cosmiche è lontana anni, afferma Frank Sulzman, responsabile del progetto di salute delle radiazioni spaziali presso il Johnson Space Center. L'aggiunta di uno scudo radioattivo a un veicolo spaziale potrebbe aggiungere miliardi al costo, secondo alcune stime. Sebbene gli scienziati abbiano sviluppato linee guida per la quantità di radiazioni a cui gli astronauti possono essere esposti in orbita terrestre bassa, dove il campo magnetico del pianeta blocca alcune radiazioni, sono ancora nell'oscurità sui livelli sicuri di radiazione nello spazio più profondo, dove i livelli di radiazione sono più alti . L'anno scorso, la NASA ha aperto un nuovo laboratorio di radiazioni spaziali da 34 milioni di dollari presso il Brookhaven National Laboratory di Upton, New York, per testare gli effetti delle radiazioni su microrganismi, cellule umane nei piatti di laboratorio e roditori di laboratorio. I ricercatori vogliono sapere come le radiazioni cosmiche influenzano il sistema nervoso centrale e a quali livelli le radiazioni causano danni cellulari che potrebbero portare a una crescita maligna. Tra pochi anni, dice Sulzman, l'agenzia stabilirà nuovi standard per l'esposizione alle radiazioni nelle missioni a breve termine sulla Luna, ma ci vorranno circa un decennio prima di aver fatto abbastanza ricerche di laboratorio per stabilire le linee guida per un viaggio su Marte .
Alcuni scienziati si chiedono se si possa mai fare abbastanza per rendere un viaggio su Marte ragionevolmente sicuro. "Penso che tutti sappiano che le radiazioni ad alta energia saranno un problema terribilmente grave", afferma Robert Park, un fisico dell'Università del Maryland e direttore delle informazioni pubbliche presso l'American Physical Society. Park ha a lungo sostenuto che solo i robot sono adatti per esplorare lo spazio. Inoltre, crede che anche agli astronauti addestrati dal punto di vista medico mancheranno la tecnologia e l'esperienza con l'assenza di gravità per gestire gravi emergenze mediche nello spazio, che sono destinate a sorgere. "C'è sempre un problema quando si tratta di esseri umani", dice. "Se un robot sviluppa un problema, è un peccato, ma ne inviamo un altro e non dichiariamo un giorno nazionale di lutto."
Charles, del gruppo di astronautica biomedica, afferma che se gli Stati Uniti decidessero di mandare persone su Marte e ritorno, la nazione potrebbe semplicemente dover convivere con la realtà che il viaggio - tra le imprese più pericolose della storia - non potrebbe assolutamente fallire- sicuro. "Tutti i problemi potrebbero non essere mai risolti", afferma, aggiungendo: "Ad un certo punto un funzionario responsabile del programma dovrà firmare il proprio nome sulla linea tratteggiata e dire:" Riconosciamo che esiste un livello di rischio rimanente e lo accettiamo. ""
