Progetto «Mars500»

L’equipaggio di Mars500

Simulazione di volo con persone a bordo su Marte

di I.B. Kozlovskaya, E.V. Fomina, D.R. Babich

Mars500 è un esperimento condotto a terra che ha per scopo la simulazione delle condizioni di un viaggio verso Marte, frutto di una collaborazione tra l'Agenzia Spaziale Europea (ESA) e l'Agenzia Spaziale Russa. Si svolge all'interno di un'astronave simulata, nei locali dell’Institute of Biomedical Problems (IBMP) dell'Accademia Russa delle Scienze, a Mosca.

Obiettivo del programma è raccogliere dati che potranno essere utili per mettere a punto una futura reale missione spaziale umana verso Marte. Sono studiati gli effetti biomedici e psicologici in persone costrette a vivere per un lungo periodo in un ambiente isolato e ristretto. Vengono monitorati i valori di stress, le regolazioni ormonali e le risposte del sistema immunitario, la qualità del sonno e il tono dell'umore.

L'esperimento Mars500, previsto per una durata complessiva di 640 giorni, ha avuto inizio nel 2007 ed è stato suddiviso in tre fasi distinte. Durante ogni fase un gruppo di volontari, opportunamente selezionati dalle agenzie spaziali europea e russa, vive e lavora in un ambiente isolato dal mondo esterno. Le comunicazioni sono molto limitate e possono avvenire solo tramite il computer, con un ritardo della risposta fino a 40 minuti, analogamente a quanto avverrebbe in una missione spaziale verso Marte.

La prima fase si è svolta dal 15 novembre 2007 al 27 novembre 2007, con una durata di 15 giorni. La seconda fase è iniziata il 31 marzo 2009 ed è terminata il 14 luglio 2009, con una durata di 105 giorni. La terza fase, la più importante, è iniziata il 3 giugno 2010. Il 14 febbraio 2011, dopo più di otto mesi di “volo”, l’equipaggio affronta il compito di simulare lo sbarco sul pianeta rosso e di muovere i primi passi su una superficie che imita quella di Marte.

Esperimento: «Verifica dei principi generali del sistema di profilassi per missioni su Marte»

Come è noto, a causa della microgravità, durante i voli spaziali i muscoli dell'organismo umano tendono a indebolirsi e atrofizzarsi, in particolare i muscoli che mantengono il corpo in posizione verticale nel campo gravitazionale terrestre. Questi sono i cosiddetti muscoli posturali: i muscoli della schiena, i muscoli addominali, i muscoli adduttori, i muscoli dei glutei e del gastrocnemio. Questi muscoli non lavorano in condizioni di microgravità in quanto non è necessario mantenere la posizione verticale: ecco perché, dopo un certo periodo di tempo dall'inizio del volo, i muscoli posturali sono soggetti a cambiamenti di natura atrofica. Le misure preventive finalizzate a mantenere ottimali le capacità fisiche degli astronauti comprendono esercizi appositamente selezionati, che vengono eseguiti per diversi anni. Più i movimenti dell'astronauta durante la preparazione saranno simili ai movimenti naturali eseguiti nel campo gravitazionale terrestre, più efficaci saranno gli esercizi.

Un momento dell’esperimento

Durante l'esperimento Mars500 vengono utilizzati i sistemi di formazione spaziale di maggior efficacia. Lo scopo dell'esperimento di "Verifica dei principi generali del sistema di profilassi per missioni su Marte" è quello di confrontare diverse contromisure e individuare le più efficaci nel mantenere ottimali le capacità fisiche dell'equipaggio in una simulazione di volo su Marte, in condizioni che comportano un calo dell'attività fisica dell'equipaggio.

Sono in programma due moduli di allenamento: resistenza e esercizi aerobici. Gli esercizi di resistenza vengono eseguiti con tre strumenti: un “MDS” (simulatore di resistenza multifunzione russo-austriaco), estensori a bordo e vibropiattaforme. Il modulo di esercizi aerobici consiste in allenamento su tapis roulant con nastro in movimento, allenamento su tapis roulant con nastro azionato dalla forza delle gambe e allenamento su veloergometro. Al completamento dell'esperimento, sarà confrontata l'efficienza di tutti gli strumenti.

Per semplificare la comparazione degli strumenti, l'equipaggio del progetto Mars500 sarà suddiviso in tre gruppi (di due uomini). Ciascun gruppo si allenerà utilizzando uno degli strumenti menzionati, cambiandolo ogni due mesi.

Durante i primi due mesi dell'esperimento (dal giorno 1 al 66), tutti i membri dell'equipaggio hanno eseguito il modulo di esercizi di resistenza, secondo un programma diverso per ciascun gruppo. Dopo i test finali, condotti nei giorni 69 e 70 dell'esperimento, l'equipaggio è passato al ciclo successivo di allenamento, il modulo di esercizi aerobici. Il modulo di esercizi aerobici si concluderà il giorno 135 dell'esperimento (i relativi test saranno condotti il giorno seguente). In seguito, si riprenderà col modulo di esercizi di resistenza, secondo il programma di allenamento successivo.

In questo modo, durante l'esperimento, tutti i membri dell'equipaggio parteciperanno a un programma di allenamento di due mesi, utilizzando ciascuno dei sei strumenti. Al termine del programma di allenamento è prevista l'esecuzione di test di resistenza dei muscoli posturali, che consentiranno di individuare il programma di maggior efficacia per il mantenimento di capacità fisiche ottimali.