RAGGI COSMICI E SALUTE DEGLI ASTRONAUTI

Il cielo (pericoloso) in una stanza

Riprodotto al Nasa Space Radiation Laboratory il cocktail di protoni altamente energetici – ioni di elio e ioni di carica ed energia più elevate, dal litio al ferro – che nello spazio profondo interagiscono con il materiale dei moduli spaziali e il tessuto umano. Un risultato che permette di ridurre drasticamente il numero di cavie animali coinvolte nell’esperimento e i costi di ricerca. L’articolo su Plos Biology

     19/05/2020
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Nello spazio, gli astronauti vivono sotto il bombarmento costante di raggi cosmici: una miscela di ioni altamente energetici che li espone a maggiori rischi di contrarre tumori, malattie cardiovascolari e danni al sistema nervoso centrale. Crediti: Nasa

Il tema è delicato: si parla di salute degli astronauti. Lo spazio non è un luogo ospitale e sono tanti i fattori di cui bisogna tenere conto quando si parla di esplorazione umana del Sistema solare. Fra questi, i raggi cosmici profondi (Gcr, dalle iniziali di galactic cosmic rays) rappresentano certamente un pericolo subdolo. Subdolo perché invisibile e perché è difficile valutare le conseguenze dell’esposizione del corpo umano a questa condizione estrema.

Da oggi la scienza può però contare su uno strumento in più, per comprendere meglio e mitigare i rischi per la salute affrontati da un astronauta durante una missione a lungo termine: si tratta di un simulatore Gcr a terra, è ospitato nel Brookhaven National Laboratory presso il Nasa Space Radiation Laboratory (l’unico istituto in cui si possano ricreare raggi cosmici profondi come elio, ossigeno, protoni, titanio e ferro) ed è ampiamente descritto in un articolo appena pubblicato su Plos Biology

Studiare gli effetti delle radiazioni cosmiche sull’uomo è complicato. Sappiamo bene che quando ci si avventura oltre il campo magnetico terrestre e si intraprende un viaggio, per esempio verso la Luna, il corpo umano è sottoposto a una miscela di ioni altamente energetici che aumenta il rischio di contrarre tumori, malattie cardiovascolari e danni al sistema nervoso centrale. Per capire che cosa accade là fuori, la Nasa da tempo studia in laboratorio come le radiazioni influenzino i campioni biologici. 

L’equipaggio a bordo della Stazione spaziale internazionale è esposto a radiazioni dieci volte maggiori rispetto a quelle che riescono a raggiungere la superficie terrestre. E comunque parliamo di una dose inferiore rispetto a quella che un astronauta può incontrare nello spazio profondo. Per combattere questo problema, già oggi si progettano veicoli spaziali dotati di scudi protettivi, dosimetri e sistemi di allarme.

Lisa Simonsen e i colleghi del Langley Research Center hanno fatto anche di più: sono riusciti a riprodurre qui sulla terra il complesso campo misto di particelle primarie e secondarie che nello spazio interagiscono con i materiali dei moduli spaziali e il tessuto umano. Una miscela di protoni altamente energetici, ioni di elio e ioni di carica ed energia più elevate (dal litio al ferro). Da cui è estremamente difficile difendersi. 

La facility di Brookhaven è stata implementata per riprodurre in modo rapido e ripetuto nel tempo più combinazioni di fasci di energia. Così da permettere ai ricercatori di monitorare le dosi giornaliere erogate sulle cavie animali – topi, in questo caso – utilizzate nell’esperimento.

Nel giugno 2018, in meno di 75 minuti il simulatore ha riprodotto 33 combinazioni di fasci di ioni altamente energetici. Nell’ottobre dello stesso anno tre gruppi di cavie hanno vissuto per quattro settimane alle condizioni estreme che potrebbero toccare, per esempio, a un futuro astronauta in viaggio per Marte. I ricercatori hanno così potuto monitorare nel tempo gli effetti sulla salute degli animali, in relazione alle singole dosi di radiazioni somministrate.

Negli ultimi 30 anni, la ricerca si era concentrata sulla comprensione del rischio indotto da singole esposizioni acute di fasci “mono” energetici, a singolo ione. Studiare gli effetti di più radiazioni contemporaneamente riduce drasticamente il numero di animali coinvolti nell’esperimento e, a valle, anche i costi di ricerca. Non male.

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