Estudio encuentra que las astronautas femeninas son más eficientes, lo que sugiere misiones espaciales futuras con tripulaciones exclusivamente femeninas.

5 de mayo de 2023 informe

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por Justin Jackson, Phys.org

Al contemplar la vida en otros planetas, los seres humanos se enfrentan inmediatamente a dos opciones. Una es un viaje a otro sistema solar que llevaría decenas de miles de años (con la tecnología actual), requiriendo alrededor de 2000 generaciones para vivir su existencia en los confines estrechos de una nave espacial mientras se adhieren a un estricto esquema de control de población. La otra elección es Marte.

Marte tiene diversas ventajas, entre ellas la proximidad, eliminando la necesidad de deshacerse de personas en el espacio. También permitiría que un equipo avanzado establezca una infraestructura básica y sea más eficiente: todo el equipo debería ser femenino.

Investigadores del Equipo de Medicina Espacial de la Agencia Espacial Europea en Alemania han realizado un estudio publicado en Scientific Reports que encontró que las astronautas tienen requisitos más bajos de agua para la hidratación, gasto total de energía, consumo de oxígeno (O2), dióxido de carbono (CO2) y producción de calor metabólico durante las misiones de exploración espacial en comparación con sus homólogos masculinos.

En el estudio, 'Efectos del tamaño corporal y el ejercicio de contramedidas en las estimaciones de los recursos de soporte vital durante las misiones de exploración tripuladas por mujeres', el equipo utilizó un enfoque desarrollado para estimar los efectos del 'tamaño' corporal en los requisitos de soporte vital en los astronautas masculinos. Para todos los parámetros en todas las estaturas, las estimaciones para las mujeres fueron más bajas que para los astronautas masculinos comparables.

Al considerar el espacio limitado, la energía, el peso y los sistemas de soporte vital empaquetados en una nave espacial en una misión larga, el estudio encuentra que la forma femenina es el tipo de cuerpo más eficiente para la exploración espacial.

Según la NASA, el costo de llevar cargas útiles a la Estación Espacial Internacional (EEI) es de $93,400 por kg. El estudio encontró que en una misión de 1080 días, un equipo de cuatro mujeres requeriría 1695 kg menos de peso de alimentos. Con algunos cálculos simples, la misión podría ahorrar más de $158 millones y liberar 2.3 m3 de espacio (embalaje de alimentos), lo que equivale aproximadamente al 4% del volumen habitable (60 m3) de un módulo HALO 'Gateway' en la estación espacial propuesta en órbita lunar de la NASA. Ambos factores serían significativos operativamente, pero hay más.

En comparación con un estudio anterior de astronautas teóricos masculinos, el efecto del tamaño corporal en el gasto total de energía fue notablemente menor en las mujeres, con diferencias relativas que van del 5% al 29%. En comparación con la estatura del percentil 50 para mujeres estadounidenses (1,6 m), las reducciones fueron aún más significativas en un 11% a 41%. Esto se traduce en un uso reducido de oxígeno, producción de CO2, calor metabólico y agua.

Cuando los astronautas están expuestos a la microgravedad prolongada del espacio, les suceden cosas malas a sus cuerpos. Los cambios fisiológicos inducen la atrofia muscular, la pérdida ósea y la capacidad aeróbica y sensorimotora reducida, lo que podría afectar la salud del miembro de la tripulación y la capacidad para realizar tareas de la misión.

El ejercicio en el espacio se llama 'ejercicio de contramedida' ya que está diseñado para contrarrestar los efectos fisiológicos de estar sin peso. Durante estos ejercicios (dos ejercicios aeróbicos de 30 minutos, seis días a la semana), los astronautas tienen mayores tasas de consumo de O2, producción de CO2, producción de calor metabólico y requieren más agua para rehidratarse.

Mientras que el tamaño corporal solo se correlaciona con las métricas de energía (estatura más pequeña, menos energía utilizada), las misiones que requieren ejercicio de contramedida aumentan esta disparidad ya que los cuerpos más grandes usan más energía, necesitan más oxígeno, producen más CO2 y crean más calor. Además, el estudio encontró que las mujeres tenían un 29% menos de pérdida de agua por sudoración durante una sola sesión de ejercicio aeróbico de contramedida y, por lo tanto, requerían menos agua para rehidratarse.

Las diferencias teóricas entre las astronautas femeninas y masculinas resultan de los requisitos de O2 en reposo y en ejercicio más bajos de las astronautas femeninas, que son más livianas que los astronautas masculinos en estaturas equivalentes y tienen valores más bajos de VO2max relativo (la velocidad a la que el corazón, los pulmones y los músculos pueden utilizar efectivamente el oxígeno durante el ejercicio).

Aside from resource usage, there are also advantages in functional workspaces, especially when multiple astronauts are working in the same confined area, as often happens on the ISS. Aboard the ISS, the astronauts have just enough room to stand and work shoulder-to-shoulder or back-to-back when necessary. The spaces in the proposed NASA Gateway craft are tighter, creating a less ergonomic environment for multiple crew members to work together. Tighter spaces could operate just as efficiently with a smaller crew.

The study data, combined with the move towards smaller diameter habitat space for currently proposed mission modules, suggest that there may be several operational advantages to all-female crews during future human space exploration missions, with the most significant improvement coming from shorter females.

More information: Jonathan P. R. Scott et al, Effects of body size and countermeasure exercise on estimates of life support resources during all-female crewed exploration missions, Scientific Reports (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-31713-6

Journal information: Scientific Reports

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