L’ibernazione umana è stata oggetto di ricerca nell’ambito dell’elemento Discovery delle attività di base dell’ESA, quindi raccomandata come una “tecnologia abilitante” per lo spazio dal Future Technology Advisory Panel dell’Agenzia, dando vita a un Team dedicato a questa procedura.
Ora il team SciSpacE dell’Agenzia ha chiamato il Concurrent Design Facility (CDF) dell’ESA – una struttura multimediale che consente ai team di esperti di eseguire valutazioni iniziali delle missioni future – per valutare i vantaggi dell’ibernazione per un viaggio in un pianeta vicino, come Marte.
L’ibernazione umana
A partire da una valutazione sullo stato dell’arte dell’ibernazione, con l’aiuto degli scienziati dell’ESA Topical Team, dell’Università Ludwig Maximilian di Monaco e dell’Università di Goethe di Francoforte, il team CDF è andato a studiare per la prima volta il potenziale impatto dell’ibernazione sulla progettazione della missione a livello di sistema. Hanno preso come riferimento uno studio di missione esistente che prevede di inviare sei umani su Marte e riportarli indietro in un arco temporale di cinque anni.
“Abbiamo lavorato per adeguare l’architettura del veicolo spaziale, la sua logistica, la protezione contro le radiazioni, il consumo di energia e la progettazione generale della missione”, commenta Robin Biesbroek del CDF.
“Abbiamo esaminato come una squadra di astronauti potesse essere messa al meglio in ibernazione, cosa fare in caso di emergenza, come gestire la sicurezza umana e persino quale impatto avrebbe l’ibernazione sulla psicologia della squadra. Alla fine, abbiamo creato uno schizzo iniziale dell’architettura dell’habitat e creato una tabella di marcia per raggiungere un approccio convalidato per ibernare gli esseri umani diretti su Marte entro 20 anni.”
Adattare l’astronave ai sistemi di ibernazione
Lo studio ha rilevato che la massa del veicolo spaziale potrebbe essere ridotta di un terzo rimuovendo i quartieri dell’equipaggio, con una riduzione simile dei materiali di consumo, equivalente a diverse tonnellate di massa risparmiata. L’ibernazione avrebbe luogo in piccoli pod singoli che potrebbero raddoppiare come cabine mentre l’equipaggio è sveglio.
Il presupposto era che sarebbe stato somministrato un farmaco per indurre “torpore” – il termine per lo stato di ibernazione. I loro baccelli soft-shell sarebbero stati oscurati e la loro temperatura notevolmente ridotta per raffreddare i loro occupanti durante la proiezione di una crociera Terra-Marte di 180 giorni.
La fase di crociera in letargo si concluderebbe con un periodo di recupero di 21 giorni – sebbene sulla base dell’esperienza del letargo animale, l’aspettativa sarebbe che l’equipaggio non subisca una riduzione di massa ossea o muscolare.
Copyright: ESA
L’esposizione alle radiazioni
L’esposizione alle radiazioni da particelle ad alta energia è un rischio chiave per i viaggi nello spazio profondo, ma poiché l’equipaggio in letargo passerà così tanto tempo nei loro bacini di ibernazione, quindi la schermatura potrebbe concentrarsi attorno a loro. Le ricerche esistenti sull’ibernazione dimostrano che offre una migliore protezione dalle radiazioni.
Ma con tutto l’equipaggio inabile per lunghi periodi di tempo, la missione dovrebbe essere progettata per operazioni in gran parte autonome, con un uso ottimale dell’intelligenza artificiale e “rilevazione, isolamento e recupero dei guasti” per mantenere un livello minimo di prestazioni del sistema fino a quando l’equipaggio non venga rianimato.
“Da un po’ di tempo l’ibernazione è stata proposta come uno strumento rivoluzionario per i viaggi nello spazio degli esseri umani”, spiega il caposquadra di SciSpacE, Jennifer Ngo-Anh. “Se fossimo in grado di ridurre il tasso metabolico di base di un astronauta del 75% – simile a quello che possiamo osservare in natura con grandi animali in letargo, come alcuni orsi – potremmo finire con notevoli risparmi di massa e costi, rendendo le missioni esplorative di lunga durata più fattibili.”
Gli astronauti in letargo
“L’idea di base di mettere gli astronauti in letargo per un lungo periodo non è in realtà così folle: un metodo ampiamente comparabile è stato testato per più di due decenni e applicato come terapia nei pazienti con trauma, ricoverati in terapia intensiva, e quelli che subiranno interventi chirurgici importanti. La maggior parte dei principali centri medici ha protocolli per indurre l’ipotermia nei pazienti per ridurre il loro metabolismo, per guadagnare sostanzialmente tempo, mantenendo i pazienti in una forma migliore di quanto sarebbero altrimenti”.
