Lo studio ha riscontrato che le astronauti femminili sono più efficienti, suggerendo future missioni nello spazio con equipaggi interamente femminili.

5 maggio 2023 report

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da Justin Jackson, Phys.org

Mentre gli esseri umani contemplano la vita su altri pianeti, si trovano immediatamente di fronte a due scelte. Una è un viaggio verso un altro sistema solare che richiederebbe decine di migliaia di anni (con la tecnologia attuale), richiedendo circa 2.000 generazioni per vivere la propria esistenza nei ristretti confini di un'astronave rispettando un rigido schema di controllo della popolazione. L'altra scelta è Marte.

Marte ha diversi vantaggi, primo fra tutti la vicinanza che elimina la necessità di spingere persone fuori dalla navicella quando questa è a capacità massima. Consentirebbe anche ad un team avanzato di creare un'infrastruttura di base e di essere il più efficiente, con un team esclusivamente composto da donne.

Ricercatori del team di medicina spaziale dell'Agenzia spaziale europea in Germania hanno condotto uno studio pubblicato in Scientific Reports che ha scoperto come le astronauti femmine abbiano bisogno di minori quantità di acqua per l'idratazione, del totale della spesa energetica, dell'ossigeno (O2) consumato, della produzione di anidride carbonica (CO2) e del calore metabolico durante le missioni di esplorazione spaziale rispetto alle loro controparti maschili.

Nello studio, "Effetti della corporatura e degli esercizi di contromisure sulle stime delle risorse di supporto alla vita durante le missioni di esplorazione totalmente femminili", il team ha utilizzato un approccio sviluppato per stimare gli effetti della "taglia" del corpo sui requisiti di supporto alla vita degli astronauti maschi. Per tutti i parametri in tutte le stature, le stime per le donne erano inferiori rispetto agli astronauti maschi.

Quando si considera lo spazio limitato, l'energia, il peso e i sistemi di supporto alla vita imballati in un'astronave in una missione lunga, lo studio dimostra che il tipo di corpo più efficiente per l'esplorazione spaziale è quello femminile.

Secondo la NASA, il costo di trasporto dei carichi utile verso la Stazione spaziale internazionale (ISS) è di $93.400 al chilogrammo. Lo studio ha scoperto che in una missione di 1080 giorni, un equipaggio di sole donne di quattro membri richiederebbe 1695 kg in meno di peso del cibo. Con alcune semplici operazioni matematiche, la missione potrebbe risparmiare oltre $158 milioni e liberare 2,3 m3 di spazio (imballaggio del cibo), equivalente a circa il 4% del volume abitabile (60 m3) di un modulo 'Gateway' HALO nella proposta stazione spaziale orbitale lunare della NASA. Entrambi i fattori sarebbero molto significativi operativamente, ma c'è di più.

Rispetto ad uno studio precedente su astronauti maschi teorici, l'effetto della corporatura sulla spesa energetica totale era notevolmente inferiore nelle donne, con differenze relative che vanno dal 5% al 29% in meno. Rispetto alla statura del 50° percentile per le donne degli Stati Uniti (1,6 m), le riduzioni erano ancora più significative, pari al 11% al 41%. Ciò si traduce in un minor uso di ossigeno, produzione di CO2, calore metabolico e uso di acqua.

Quando esposti alla microgravità prolungata dello spazio, accadono cose negative ai corpi degli astronauti. I cambiamenti fisiologici inducono l'atrofia muscolare, la perdita ossea e la ridotta capacità aerobica e sensorimotoria, potenzialmente influenzando la salute del membro dell'equipaggio e la capacità di svolgere le attività della missione.

L'esercizio nello spazio viene chiamato "esercizio di contrappesi" poiché è progettato per contrastare gli effetti fisiologici dell'essere privi di peso. Durante questi esercizi (due esercizi aerobici di 30 minuti, sei giorni alla settimana), gli astronauti hanno tassi di consumo di ossigeno più alti, produzione di CO2, produzione di calore metabolico e richiedono più acqua per idratarsi.

Mentre la corporatura da sola si correla alle metriche di energia (corporatura più piccola, meno energia utilizzata), le missioni che richiedono l'esercizio di contrappesi aumentano questa disparità poiché i corpi più grandi usano più energia, hanno bisogno di più ossigeno, producono più CO2 e creano più calore. Inoltre, lo studio ha scoperto che le donne avevano una perdita di acqua attraverso il sudore inferiore del 29% durante una singola seduta di esercizio aerobico di contromisure e quindi richiedevano meno acqua per reintegrare.

Le differenze teoriche tra astronauti femmine e maschi sono il risultato di requisiti più bassi per l'ossigeno a riposo e in esercizio delle astronauti femmine, che sono più leggere degli astronauti maschi a statura equivalente e hanno valori relativi ridotti di VO2max (la velocità a cui cuore, polmoni e muscoli possono utilizzare efficacemente l'ossigeno durante l'esercizio).

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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