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Progetto MARS 500

 

E’ PARTITO IL PROGRAMMA MARS 500, LA PRIMA VERA SIMULAZIONE DI UNA MISSIONE UMANA SU MARTE
 
 

Di cosa si tratta

E’ uno storico passo avanti nel percorso che farà giungere tra qualche decennio l’Uomo su Marte, di 98 esperimenti tecnico-scientifici condotti da gruppi di ricerca di tutto il mondo al fine di studiare gli innumerevoli aspetti legati ad una missione umana di lunga durata.

Per preparare gli esperimenti da inserire nel programma sono state messe insieme competenze che spaziano dalla fisica alla chimica, dall’ingegneria (elettronica, meccanica, dei materiali, ecc.) fino alla biologia (botanica, zoologia, microbiologia, ecc.) e all’ecologia, per arrivare alla fisiologia e psicologia umana.
Presso l’IBMP (Institute for BioMedical Problems) di Mosca sono stati costruiti i moduli di simulazione (Habitable, Medical e Utility, il simulatore di orbita e atterraggio e il simulatore della superficie marziana) in cui, dal 3 giugno scorso, vivono 6 scienziati, completamente isolati, in missione simulata verso Marte. La sua durata, circa 520 giorni, è appunto il tempo necessario con le tecnologie ad oggi teoricamente disponibili per arrivare sul suolo marziano, effettuare alcune operazioni di superficie e tornare sulla Terra. In questo lasso di tempo l’equipaggio svolgerà tutte le fasi di lavoro di routine e gli esperimenti scientifici previsti.
I moduli sono arredati internamente ed attrezzati in maniera tale da mimare il più possibile lo stile di vita degli astronauti che dovranno giungere su Marte; gli allestimenti scientifici sono stati messi a punto e montati dai “Principal Investigators” e dagli “Hardware Developer” di ogni gruppo di lavoro, in aree designate dagli ingegneri dell’IBMP.
 
 
Come si svolge la simulazione:
 
L’equipaggio – composto da 2 scienziati europei (uno italo-colombiano ed uno francese), 1 cinese e 3 russi – vivrà come già fanno gli astronauti della Stazione Spaziale Internazionale (ISS), dividendosi tra operazioni di mantenimento dei moduli, attività di esercizio fisico rigorosamente alternate ad ore di riposo, esperimenti scientifici ed esercitazioni; nel loro caso però simuleranno tutte le fasi di una missione su Marte: il viaggio, l’orbita attorno al pianeta rosso, l’atterraggio, le operazioni di superficie e infine il ritorno sulla Terra.
In questo lasso di tempo riceveranno un piano giornaliero delle attività da svolgere e scambieranno informazioni con la sala di controllo con modalità analoghe a quelle che realmente si verificherebbero in un viaggio Terra-Marte e ritorno.
Ovviamente tutto il materiale sperimentale, compresi i protocolli che dovranno adottare, si trovano già a bordo: nei prossimi 520 giorni nulla potrà più entrare nel simulatore. L’unico scambio con l’esterno riguarderà i campioni biologici, che per ovvi motivi di conservazione, verranno “spediti nello spazio” dall’equipaggio per raggiungere i laboratori di mezzo mondo.
 
L’Italia partecipa a questo importante appuntamento per una parte significativa dei progetti selezionati (per ulteriori informazioni si può consultare sia il sito dell’Agenzia Spaziale Europea, www.esa.int, che quello dell’Agenzia Spaziale Italiana www.asi.it).
 
 
 
Quali sono state le fasi preliminari:
 
Prima di procedere con la missione vera e propria, che avrebbe comportato uno sforzo finanziario e scientifico non indifferente, sono state svolte due fasi preliminari del MARS 500: una di 14 giorni nel 2007 e una di 105 nel 2009.
Entrambe le prove sono servite ad individuare le criticità da superare e quindi a sviluppare migliori soluzioni alimentari e abitative per l’equipaggio, ma anche a mettere punto molti degli esperimenti ad oggi presenti nei moduli. Il MARS 105 è terminato a luglio del 2009 e molti ricercatori sono ancora impegnati nell’analisi dei dati.
 
 
Cosa ci aspettiamo dal programma MARS500:
 
Dopo mesi di lavoro, bandi e selezioni internazionali sono stati identificati e messi a punto 98 progetti sperimentali specifici, tra cui, oltre a quelli esclusivamente russi, dodici portati avanti in collaborazione con scienziati europei selezionati dall’ESA. Tutti gli scienziati coinvolti hanno ovviamente grandi aspettative; si respira un’aria di grande impegno e di orgoglio nel partecipare a qualcosa di unico da molti punti di vista.
Anche il Programma MARS500 è concepito, come spesso accade per gli esperimenti sviluppati per lo spazio, con approccio “dual use”, ovvero la tecnologia messa a punto per le missioni (in questo caso per la simulazione) poi verrà applicata anche in molti settori terrestri, in modo tale da portare ricadute economiche positive alle nazioni che vi hanno investito.
 
 
 
Qual è il nostro coinvolgimento all’interno di questo programma:
 
Il nostro gruppo di lavoro opera all’interno dell’Ateneo della Tuscia come Gruppo di Ricerca in EsoAgrobiologia (GREAB) e in particolare presso il Dipartimento di Agrobiologia e Agrochimica. Sulla base delle nostre precedenti esperienze nella missione ENEIDE, nonché delle nostre competenze sia nel campo dei microrganismi estremofili che nel settore dei batteri probiotici, abbiamo inviato la nostra proposta sperimentale denominata MICHA (MIcrobiological monitoring in Confined HAbitat).
Il nostro progetto è stato finanziato sia dall’Agenzia Spaziale Europea (ESA) che da quella Italiana (ASI), e ne fanno parte anche colleghi della DLR (Centro Aerospaziale Tedesco), dell’IBMP (Mosca) e dell’Università Statale di Mosca.
Dal nostro punto di vista, ovvero quello microbiologico, questa missione rappresenta un’ottima opportunità scientifica per studiare due aspetti fondamentali senza la conoscenza dei quali la sopravvivenza dell’uomo nello spazio sarebbe ardua. Noi abbiamo contribuito alla missione con due esperimenti, entrambi all’interno del progetto MICHA.
Il primo esperimento, BIOFILM, è incentrato sulle problematiche legate alla contaminazione ambientale ad opera dei microrganismi, con eventuali fenomeni di danneggiamento dei materiali. Tutto ciò che viene introdotto nei moduli abitati viene sterilizzato o disinfettato, e nel caso specifico ne sanno qualcosa i russi, che, forti della loro esperienza cosmonautica fin dai tempi della MIR, conoscono bene i fenomeni di “biocorrosione”, ovvero corrosione di materiali anche molto resistenti e studiati per lo spazio da parte di popolazioni di microrganismi che, se si insediassero per esempio su sensori, potrebbero addirittura inattivarli.
L’impianto sperimentale è stato ideato e sviluppato dal mio laboratorio, che lo ha messo a punto in collaborazione con la Thales Alenia Space di Torino, il Politecnico di Torino, l’IBMP di Mosca e l’Università Statale di Mosca. Sono stati impiegati pannelli costituiti della stessa speciale lega di alluminio utilizzata per molti moduli della ISS (International Space Station) e forniti dalla Thales Alenia Space, da anni leader nella costruzione di strutture spaziali.
I trattamenti antimicrobici che saranno testati sono cinque: il primo è a base di una sostanza naturale prodotta da batteri (non transgenici), che dovrebbe impedire la colonizzazione delle superfici trattate, con enormi risvolti applicativi in tutti quei contesti spaziali in cui sarà presente l’uomo, quindi nei moduli abitativo, medico, orbitale e persino nelle future serre che garantiranno cibo fresco agli astronauti; il secondo riguarda un condizionamento fisico-chimico a base si silice e argento, che ha dimostrato di possedere discrete potenzialità antimicrobiche; il terzo è un trattamento di tipo chimico indirizzato in modo particolare all’inibizione di funghi e muffe, mentre gli ultimi due sono più convenzionali, basati sull’utilizzo di acqua ossigenata al 6% e di sostanze antibatteriche già note, le cui applicazioni spaziali sono state sinora limitate al campo medico.
 
LIFEPLUS invece si focalizza sul miglioramento della salute dell’uomo nello spazio. L’idea sperimentale è nata dal fatto che gli astronauti sono soggetti a molteplici stress ambientali, dovuti in particolare alla necessità di vivere per periodi più o meno lunghi in ambienti confinati, in cui subiscono notevoli sollecitazioni psico-fisiche. In vista di future missioni umane su Marte è dunque di cruciale importanza stabilire delle linee-guida per mantenere la salute ed il benessere degli equipaggi.
Per raggiungere questo obiettivo, oltre a dover fornire agli astronauti la possibilità di coltivare vegetali freschi per la loro alimentazione, bisognerà far sì che possano integrare la loro dieta quotidiana con sostanze funzionali di origine naturale.
Nello spirito di questa strategia è stato sviluppato l’esperimento LIFEPLUS, una indagine microbiologica per studiare la variazione della microflora umana, sia intestinale che salivare, in seguito all’assunzione di probiotici e/o di sostanze nutraceutiche in grado di stabilizzare le condizioni psico-fisiche dei membri dell’equipaggio.
Durante l’intera durata dell’esperimento i sei membri dell’equipaggio assumeranno quotidianamente capsule di probiotici, di estratti vegetali e pappa reale per periodi di 30 giorni ciascuno intervallati da 60 giorni di riposo. A questo proposito dobbiamo ringraziare gli esperti dell’Azienda Aboca di Sansepolcro, che ha formulato appositamente un prodottoad azione tonico-adattogena e di rinforzo delle difese immunitarie, chiamato “Natura Mix forza&difesa”.
Sui campioni che arriveranno da Mosca verranno effettuate in particolare analisi della microflora intestinale, ormai scientificamente riconosciuta come un elemento chiave della salute umana e animale, che può essere considerata come un vero e proprio organo a sé. A questo riguardo, ci avvalleremo anche della collaborazione di colleghi sia dell’Università di Bologna che di quella di Firenze.
 
Links:
 
ex facoltà di Agraria - Università degli studi della Tuscia (Viterbo)