Effetti sul corpo della prolungata permanenza nello spazio

[Gaetano M.]

Mio parere sempre personale: Senza ricerca e progresso. al di la di andare o no su Marte, i problemi non si risolveranno. Mi sembra che con questo modo di operare si buttano solo i soldi (nelle tasche di qualcuno)...

[mercurio1]

Gli astronauti Sunita Williams e Butch Wilmore invece rimanere nella stazione spaziale ISS per una settimana ci sono rimasti 9 mesi
Quando sono finalmente scesi sulla Terra erano fisicamente debilitati specie la donna.
A questo link la descrizione degli effetti per lunghe permanenze in assenza di gravità

https://www.geopop.it/quali-sono-gli...-nello-spazio/

In libri e film di fantascienza vi sono spesso astronavi in cui l'equipaggio è confinato in una parte dell'astronave a forma di anello ruotante.
Per effetto della forza centrifuga l'equipaggio appoggia i piedi sulla parte esterna, internamente all'anello. nel film 2001 odissea nello spazio la parte abitata dell'astronave è una sfera ma all'interno gira un anello su cui gli astronauti possono correre in presenza di gravità artificiale.

Se la stazione internazionale ISS non ha un anello simile, pur essendo abbastanza grande vi devono essere delle ragioni oltre che quelle economiche e costruttive penso a dimensione, diametro anello e velocità di rotazione.

Quanto dovrebbe essere grande l'anello e a velocità angolare dovrebbe avere per avere una gravità uguale a quella della terra e non provare vertigini?

la decalcificazione è un problema serio.
penso ai vecchi a cosa potrebbe succedergli sulla luna, una morte anticipata o una medicina per loro a prescindere dal viaggio?
sulla terra a un certo punto camminano poco e niente, ma sulla luna avrebbero la forza di alzarsi
e camminare.
altra domanda che ci dovremmo porre è cosa succederebbe a gravità marziane/lunari ai giovani!
infatti la luna potrebbe diventare un integrazione del pianeta terra riguardo a produzioni industriali tipo grossi super condensatori
sotto vuoto spinto in assenza assoluta di polvere e umidità!...
altra questione è se ci sarebbe la possibilità di avere una gravità artificiale sulla luna attraverso tute pesanti. ho calcolato ad es.
che con 1 cm di spessore di tungsteno su tutto il corpo il peso sarebbe simile a quello terrestre, o 2-3 cm per il piombo(palline però perché
dicono che la polvere faccia male se respirata).

[Morimondo]

Da un po di tempo sto esplorando i vari tipi di AI, in particolare GEMINI ben diversa da OVERVIEW entrambe di Google e CHATGPT. Ho esplorato di più Gemini addirittura ha conoscenze profonde di storia antica di cui ho qualche centinaio di libri (sa chi era Anetef II il faraone del canto dell'arpista) e di arte è stata in grado di classificarmi come pittore espressionista valutando le mie pennellate, i colori le inquadrature. Sembra che se cancelli una chat di un determinato argomento perda la memoria.
Ho provato a interrogarla su questa ipotetica stazione orbitante o astronave.
CHATGPT ha aggiunto che tra stazione e astronave esisterebbe una differenza.
Qui sotto la mia domanda in grassetto rivolta a GEMINI

Una piattaforma spaziale o anche un'astronave che per aver gravità artificiale avessero la parte abitativa a forma di anello rotante che diametro dovrebbe avere e a quanti giri al minuto dovrebbe fare per avere una gravità uguale a quella terrestre e senza aver disturbi vestibolari?


GEMINI
Per ottenere una gravità artificiale di 1g (9,81 m/s²) minimizzando i disturbi vestibolari (cinetosi da effetto Coriolis), i parametri ideali dipendono dalla velocità di rotazione massima tollerata dal corpo umano:

Velocità di rotazione (Soglia di comfort):
La maggior parte degli studi, come quelli del National Space Society, indica che per abitanti non addestrati la rotazione dovrebbe essere contenuta entro i 2 RPM (giri al minuto). Rotazioni fino a 4-6 RPM sono tollerabili con un periodo di adattamento, mentre sopra i 6 RPM i disturbi diventano significativi per la maggior parte delle persone.

Diametro necessario:
A 2 RPM: Per avere 1g di gravità, l'anello deve avere un diametro di circa 447 metri (raggio di 223,5 m).
A 4 RPM: Il diametro scende a circa 112 metri (raggio di 56 m).
A 1 RPM: Per un comfort assoluto e quasi nessuna percezione di rotazione, servirebbe un diametro di circa 1788 metri (raggio di 894 m).

Sintesi dei requisiti per 1g
Parametro Comfort Elevato (2 RPM) Limite Adattamento (4 RPM) Limite "Critico" (6 RPM)
Diametro ~450 metri ~112 metri ~50 metri
Giri al minuto 2 RPM 4 RPM 6 RPM

Perché queste misure?
Se l'anello è troppo piccolo, la differenza di gravità tra la testa e i piedi (gradiente gravitazionale) e le forze che agiscono sull'orecchio interno quando ci si muove causerebbero nausea e vertigini istantanee. Un raggio di almeno 200 metri è considerato il "gold standard" per simulare un ambiente che sembri naturale e piatto.

Anche se una struttura rotante risolverebbe i problemi legati all'assenza di peso (microgravità), un soggiorno di un anno presenterebbe sfide mediche e psicologiche uniche, derivanti proprio dalla natura della gravità artificiale e dall'ambiente confinato:

1. Adattamento Vestibolare e "Mal di Terra"
Il cervello si abitua a interpretare segnali sensoriali distorti. Dopo un anno, il sistema vestibolare si sarebbe completamente ricalibrato sulle forze di Coriolis (quelle "spinte" laterali che senti quando ti muovi in un sistema rotante).
Il problema al rientro: Tornando sulla Terra o fermando la rotazione, si verificherebbe un grave fenomeno di disorientamento posturale. Movimenti semplici come girare la testa potrebbero causare vertigini violente e nausea per settimane, poiché il cervello continuerebbe a "correggere" forze che non esistono più.

2. Squilibri Muscolari e "Gradiente Gravitazionale"
In un anello rotante, la gravità non è uniforme: è più forte ai piedi e più debole alla testa.
Circolazione sanguigna: Anche con 1g ai piedi, la pressione idrostatica nei vasi sanguigni sarebbe diversa da quella terrestre. Dopo un anno, questo potrebbe causare un adattamento anomalo del sistema cardiovascolare, con potenziali rischi di intolleranza rtostatica (svenimenti) una volta tornati in una gravità naturale e uniforme.

3. Problemi Oculari e Pressione Intracranica
Nelle missioni a lungo termine sulla ISS, molti astronauti soffrono di SANS (Sindrome Neuro-Oculare associata allo Spazio), che causa appiattimento del bulbo oculare e rigonfiamento del nervo ottico.
Sebbene la gravità artificiale aiuti a drenare i fluidi verso il basso, non sappiamo se la rotazione costante possa introdurre nuove forme di stress sulla pressione del liquido cerebrospinale nel lungo periodo.

4. Salute Mentale e Confinamento
Secondo studi del National Center for Biotechnology Information (NCBI), dopo 6 mesi di isolamento e confinamento (stressori inevitabili in una stazione spaziale), aumenta drasticamente il rischio di:
Disturbi del sonno e del ritmo circadiano: La luce solare artificiale e il rumore costante dei motori di rotazione possono causare insonnia cronica.
Declino cognitivo e irritabilità: La monotonia ambientale e la mancanza di privacy portano a tensioni interpersonali e a una riduzione delle prestazioni mentali.

5. Radiazioni Cosmiche
La gravità artificiale non protegge dalle radiazioni. Dopo un anno fuori dall'atmosfera terrestre, il rischio di danni al DNA, cataratte e l'insorgenza di tumori aumenta significativamente, a meno che la stazione non sia dotata di una schermatura massiccia (come metri di regolite o acqua).

Al di la del problema della gravita artificiale GEMINI ha aggiunto di sua iniziativa alcune ricerche in atto in previsione di lunghi viaggi

Certamente. Per rendere sicuro un soggiorno di un anno, gli scienziati stanno progettando una combinazione di soluzioni ingegneristiche e regimi medici avanzati che vanno oltre la semplice rotazione:
1. Schermature Multi-strato contro le Radiazioni
Senza l'atmosfera terrestre, le radiazioni cosmiche sono il pericolo numero uno. Le soluzioni studiate includono:
Acqua e Idrogeno: L'acqua è un eccellente scudo contro i protoni solari. Il Politecnico di Milano e altre agenzie studiano moduli con intercapedini riempite d'acqua (o polietilene ad alta densità) che circondano le zone abitative.
Regolite Lunare/Asteroidale: Per stazioni fisse o grandi navi, ricoprire lo scafo con metri di polvere spaziale (regolite) è la soluzione più economica e massiccia per bloccare i raggi gamma Università di Padova.
Scudi Magnetici: Si ipotizza la creazione di una "mini-magnetosfera" artificiale attorno alla nave tramite magneti superconduttori per deviare le particelle cariche.

2. Regimi di Esercizio Personalizzati
Anche con la gravità artificiale, la vita in un ambiente ristretto richiede attività fisica specifica per contrastare l'osteoporosi indotta CNR:
Esercizi con carichi eccentrici: Utilizzo di macchinari come l'ARED (Advanced Resistive Exercise Device) che simulano il sollevamento pesi tramite pistoni a vuoto, essenziali per mantenere la densità minerale ossea Gazzetta.it.
Tute a compressione (Skinsuit): Tute elastiche che applicano una pressione meccanica lungo l'asse longitudinale del corpo, ingannando il cervello e i muscoli facendogli percepire un carico gravitazionale costante Alma Mater Studiorum.

3. Igiene Circadiana e Luci a LED
Per prevenire disturbi del sonno e depressione (comuni in isolamento), si utilizzano sistemi di illuminazione intelligente:
Sistemi LED dinamici: Lampade che cambiano spettro durante la giornata: luce arricchita di blu al "mattino" per bloccare la melatonina e aumentare la vigilanza, e luce rossa/calda la sera per favorire il riposo ESA.

4. Monitoraggio Psicologico e Supporto "Biofilico"
Per combattere lo stress del confinamento:
Realtà Virtuale (VR): Gli astronauti utilizzano visori per immergersi in ambienti naturali terrestri (foreste, spiagge) per ridurre il senso di isolamento.
Giardinaggio spaziale: La cura di piante vive non serve solo per produrre ossigeno, ma è una contromisura psicologica fondamentale per mantenere il benessere mentale attraverso la cura di altri esseri viventi.

Conclusione sono rimasto alquanto deluso, sono cresciuto con libri e fumetti di fantascienza a partire da Gordon flash e Dale a Jeff Hacke, penso che mandare qualcuno su Marte ma anche su una stazione orbitale la riduzione dei problemi di salute ha un costo altissimo e non è detto che vi siano problemi attualmente non previsti, se li mandeanno non fattanno certamente una stazione o nave spaziale dal diametro di quasi 2 km con la struttura ad anello a doppia parete piena di acqua o altro come schermatura alle radiazioni.