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Il volo spaziale rimane l’impresa più straordinaria dell’umanità, ma le condizioni al di fuori della Terra impongono un pesante tributo fisiologico e psicologico. La gravità, l’atmosfera e il campo magnetico unici della Terra creano un ambiente protettivo che lo spazio non può replicare. Anche gli habitat più avanzati, come la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) e il programma Space Shuttle, non sono all'altezza del sistema di supporto naturale del pianeta, esponendo gli astronauti a rischi significativi.
Sulla ISS, gli astronauti devono affrontare la microgravità, un’atmosfera sottile e una schermatura limitata dalle radiazioni cosmiche. La vita quotidiana è limitata:lo spazio per gli esercizi è angusto, i compartimenti per il sonno richiedono una posizione verticale e la NASA limita le scelte alimentari per preservare peso e sicurezza. Sebbene mantenere la salute in orbita sia già impegnativo, riadattarsi alla gravità terrestre può essere ancora più impegnativo. Al ritorno, molti astronauti sperimentano disturbi dell'equilibrio che durano settimane, interruzioni del ritmo circadiano e disturbi del sonno. Questi effetti a breve termine mascherano conseguenze più gravi a lungo termine.
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In orbita, la ISS sperimenta una caduta libera costante, creando un ambiente di microgravità in cui la gravità della stazione è solo l’89% di quella terrestre. Questo ridotto carico meccanico su ossa e muscoli accelera il deterioramento:gli astronauti perdono circa l’1% della densità ossea portante ogni mese. Le ossa indebolite e fragili faticano a sostenere la gravità terrestre, portando a problemi di mobilità e a un rischio di fratture più elevato. Il recupero osseo è prolungato; quelli con missioni più lunghe di sei mesi possono impiegare anni per riacquistare una sana densità.
Per contrastare queste perdite, gli astronauti utilizzano il dispositivo di esercizio resistivo avanzato (ARED) basato su pistone. Sebbene sia essenziale, anche un allenamento rigoroso non può prevenire completamente l'inevitabile atrofia muscolare e ossea che si verifica durante l'inattività prolungata in condizioni di microgravità.
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Lo studio sui gemelli della NASA (2015-2016) ha rivelato che il cuore dell’astronauta Scott Kelly è diminuito del 27% dopo 340 giorni a bordo della ISS, rispetto al suo gemello identico legato alla Terra, Mark Kelly. In assenza di gravità, il cuore non ha bisogno di pompare così vigorosamente, il che porta ad un’atrofia simile a quella di altri muscoli sottoutilizzati. Nonostante questo restringimento, la funzione cardiaca è rimasta intatta. Tuttavia, la microgravità ridistribuisce anche il sangue, causando gonfiore del viso e potenzialmente portando a condizioni cardiache che rispecchiano l’invecchiamento, come l’indebolimento del tessuto muscolare e le aritmie. La ricerca in corso, inclusa la coltivazione di tessuti cardiaci ingegnerizzati sulla ISS, mira a chiarire ulteriormente questi cambiamenti cardiovascolari.
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Lo spazio è saturo di radiazioni ionizzanti, provenienti da particelle solari e raggi cosmici. La magnetosfera e l’atmosfera terrestre ci proteggono dalla maggior parte di queste radiazioni; la ISS, anche in orbita bassa, riceve una protezione significativamente inferiore. Una missione di sei mesi fornisce dosi di radiazioni paragonabili a circa 1.000 radiografie del torace. Sebbene la malattia acuta da radiazioni (ARS) possa causare gravi danni sistemici, il rischio di cancro a lungo termine rimane una preoccupazione, soprattutto per missioni estese come un viaggio su Marte. Con meno di 700 individui che hanno volato nello spazio, i dati sono limitati, ma il rischio di esposizione ad alte dosi rimane un problema critico per la sicurezza.
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L’intestino umano ospita un diversificato ecosistema di microbi essenziali per la digestione, l’immunità e la salute generale. Il ritorno di Scott Kelly dopo 340 giorni ha mostrato un calo dei Bacteroidetes, attori chiave nel metabolismo, e un aumento dei Firmicutes, che aiutano a scomporre i nutrienti complessi. Questi cambiamenti potrebbero compromettere il rivestimento intestinale e la digestione dei carboidrati. Sebbene la ricerca attuale sia ancora preliminare, comprendere i cambiamenti del microbioma è vitale per garantire la salute degli astronauti nelle missioni più lunghe.
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I veicoli spaziali come la ISS sono progettati per essere il più sterili possibile, ma proprio questa sterilità può minare la resilienza immunitaria. Gli astronauti spesso soffrono di eruzioni cutanee, herpes labiale e riattivazione di virus latenti come l'herpes zoster. Uno studio del 2025 pubblicato su Cell hanno scoperto che le superfici della ISS ospitavano pochi microbi, principalmente provenienti dalla pelle degli astronauti, limitando l’esposizione alla diversa flora microbica presente sulla Terra. Per sostenere un'immunità solida, potrebbe essere necessaria l'esposizione a una gamma più ampia di microbi ambientali, richiedendo potenzialmente un aumento controllato della diversità microbica a bordo della stazione.
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Oltre alla salute fisica, l’isolamento influisce profondamente sul benessere mentale. L'ISS ospita un equipaggio di sei persone mentre il resto dell'umanità rimane 250 miglia più in basso. Le missioni durano in genere sei mesi e le comunicazioni con familiari e amici sono limitate a Internet. I membri dell’equipaggio provengono da contesti culturali diversi, condividono spazi abitativi ristretti e sono privati dei cicli naturali della luce solare, sperimentando 16 albe e tramonti al giorno. In combinazione con livelli di rumore costanti paragonabili a quelli di un'autostrada trafficata, i disturbi del sonno e lo stress psicologico sono comuni. Per mitigare questi effetti, gli astronauti si impegnano in pratiche di consapevolezza, programmano pause per la cura di sé e ricevono regolarmente pacchetti di assistenza da casa.
