Martedì mattina presto,

Polaris Dawn

ha sorvolato l’atmosfera, portando i suoi quattro membri dell’equipaggio all’altitudine più elevata che gli esseri umani abbiano mai raggiunto dai tempi dell’era Apollo, dove svolgeranno la prima passeggiata nello spazio privata mai realizzata. Questi civili fungono anche da ricercatori, contribuendo allo studio della biologia umana e della salute nello spazio. Le missioni spaziali private come Polaris Dawn offrono un’opportunità preziosa per raccogliere dati sulla salute prima, durante e dopo l’esposizione al volo spaziale.

Questi nuovi dati informeranno i ricercatori nello studio della risposta del corpo allo spazio, portando a un’esplorazione spaziale più sicura per persone di ogni origine, così come a potenziali miglioramenti della salute e nuove innovazioni mediche sulla Terra.

Lo spazio è un banco di prova completamente unico per la biologia umana che deve ancora essere esplorato appieno. Sebbene gli scienziati abbiano identificato analoghi sulla Terra per alcune delle difficoltà dello spazio, la raccolta di dati durante missioni reali ci consente di esplorare l’impatto di molteplici fattori di stress simultanei. La risorsa estremamente limitata del tempo nello spazio richiede che questi studi siano sia rigorosi che efficienti affinché possiamo comprendere meglio la fase iniziale di adattamento all’esposizione ai fattori di stress spaziali. E attraverso protocolli e standard di misurazione coerenti, possiamo monitorare le risposte di diverse persone agli stessi fattori di stress in missioni spaziali indipendenti. Questo sarà fondamentale per la scoperta delle resistenze naturali ai fattori di stress in generale e per lo sviluppo di contromisure per ampliare le possibilità di esplorazione umana.

Il nostro team presso l’Istituto di Ricerca Traslazionale per la Salute Spaziale (TRISH), un consorzio con Caltech e MIT e basato presso il Centro di Medicina Spaziale della Baylor College of Medicine, sta guidando lo sforzo per collaborare con i viaggiatori spaziali commerciali per la ricerca sulla salute, sempre più numerosi che si uniscono per condurre scienze biomediche. Crediamo che queste iniziative porteranno a nuove tecnologie sanitarie per trasportare gli astronauti in sicurezza verso la Luna e in futuro verso Marte. Ma sono anche pronte a contribuire direttamente a migliorare la salute di molti sulla Terra.

Il Programma Polaris si è impegnato in diverse iniziative di ricerca e raccoglierà e archivierà informazioni biomediche dai suoi partecipanti al volo nella base dati EXPAND (Enhanced eXploration Platforms and Analog Definition) di TRISH per analisi future. EXPAND completa il lavoro della NASA nella raccolta di un insieme standardizzato di misurazioni sui propri astronauti. Implementando Misure Essenziali — raccolta dati standardizzata e campionamento per lo spazio commerciale — TRISH tiene conto delle differenze tra gli studi sulla salute degli astronauti NASA e quelli dei partecipanti a missioni spaziali private, che sono probabilmente meno omogenei rispetto agli astronauti NASA, consentendo lo studio dei dati di un nuovo gruppo diversificato e internazionale di volatori. L’obiettivo è studiare un campione più ampio di profili di salute umana, alcuni dei quali presentano condizioni mediche preesistenti che è improbabile si vedano tra gli astronauti NASA.

I progetti di ricerca a bordo di Polaris Dawn includono iniziative di misura essenziali che sono state perfezionate e implementate in tutte le collaborazioni di TRISH, compresi la valutazione degli otoliti e della postura, raccolta di omiche spaziali e BioBank, sorveglianza della Sindrome Neuro-Oculare Associata al Volo Spaziale e monitoraggio cognitivo e psicologico. Oltre ad aggiungere a questa robusta biobanca, Polaris Dawn ospita due nuovi, entusiasmanti progetti di ricerca per informare la nostra comprensione della salute umana sia sulla Terra che nello spazio.

Il primo studio cerca biomarcatori che potrebbero indicare la carcinogenesi precoce. L’esposizione alle radiazioni è un rischio per i viaggi nello spazio profondo, e a una tale distanza dalla Terra, l’equipaggio di Polaris Dawn sperimenterà la massima intensità di radiazione ambientale spaziale di qualsiasi missione dai tempi dell’era Apollo. Nel breve periodo di questa missione di cinque giorni, questo comporterà una quantità di radiazioni anche superiore a quella che gli astronauti sperimentano regolarmente a bordo della ISS durante missioni molto più lunghe. Monitorare i cambiamenti nel DNA e i marcatori molecolari nei campioni di sangue potrebbe svelare indicazioni precoci di carcinogenesi e informare la ricerca sui biomarcatori sulla Terra. Una migliore comprensione dell’insorgenza del cancro in fase molto precoce potrebbe anche contribuire a settori di ricerca altamente attivi nel trattamento e nella prevenzione del cancro.

Il secondo nuovo studio utilizza una tecnologia di scansione 3D innovativa per monitorare la morfologia corporea: come il corpo si sposta e cambia nello spazio rispetto alla distribuzione di acqua, grasso e muscoli. L’obiettivo è monitorare passivamente e continuamente la composizione corporea degli astronauti e correlare questi cambiamenti ad altre variazioni della salute integrando le analisi delle immagini con i dati di bioimpedenza. L’equipaggio sarebbe allertato nel caso si verifichino cambiamenti significativi nelle loro misurazioni, come la perdita di massa muscolare, grave disidratazione o altri rischi per la salute. I dati saranno utilizzati per generare un modello di composizione corporea che potrebbe informare interventi dietetici, farmacologici e di attività fisica per prevenire eventi avversi sulla salute durante i futuri viaggi nello spazio.

Tradotto sulla Terra, questa tecnica per monitorare la morfologia corporea di un paziente tramite scansione potrebbe ridurre la necessità di pannelli metabolici completi che richiedono campioni di sangue, rilevando potenzialmente precoci segni di malattia in modo semplice e non invasivo. Potrebbe persino eliminare la necessità di accesso a un laboratorio clinico. Durante una missione verso Marte e in luoghi remoti sulla Terra, un dispositivo di scansione medica accessibile e leggero sarebbe una grande risorsa.

È lodevole che molte missioni spaziali commerciali abbiano scelto di facilitare scoperte sulla salute come parte della loro missione. Le lezioni apprese dal tempo limitato trascorso nello spazio dall’equipaggio di Polaris Dawn contribuiranno a come gli esploratori spaziali futuri si alleneranno, come potrebbero cambiare gli approcci al monitoraggio della salute, quali forniture e dispositivi medici saranno forniti e come verranno condotte le procedure. La sicurezza e il benessere degli astronauti, così come la fattibilità delle missioni nello spazio profondo e la sostenibilità dell’economia in orbita bassa terrestre, sono obiettivi comuni per l’esplorazione spaziale umana. Con la crescita delle aspirazioni spaziali dell’umanità, dobbiamo comprendere come il corpo umano cambia in risposta all’ambiente del volo spaziale.

Il laboratorio sopra le nostre teste – nello spazio – avrà impatti più vicini alla Terra di quanto potremmo inizialmente pensare.