Una tuta spaziale intelligente per le esplorazioni in condizioni estreme

Sulla Terra, la gravità è una forza che i nostri corpi devono contrastare, conservando di conseguenza la forza delle nostre cellule, ossa e muscoli. Nei voli spaziali di lunga durata, il corpo umano subisce radicali cambiamenti. Poiché non occorre camminare, stare in piedi o alzarsi in condizioni di microgravità, i muscoli si atrofizzano. Inoltre, il sistema cardiovascolare non lavora in modo altrettanto intenso, con la conseguenza che i fluidi (ad esempio il sangue) si spostano verso l’alto, dalle parti inferiori del corpo al busto. La frequenza cardiaca aumenta e si eleva la pressione sanguigna.

Nell’ambito del progetto STAMAS (“Smart technology for artificial muscle applications in space”), finanziato dall’UE, si stanno svolgendo ricerche su un nuovo tipo di tuta da astronauta, concepita per esercitare pressione sull’intero corpo. Nella tuta sono state integrate tecnologie indossabili, finalizzate a monitorare e contribuire a mantenere la salute e la forma fisica dell’astronauta durante una missione spaziale. La ricerca è molto articolata e si propone di tentare di migliorare i modelli attuali delle tute spaziali e di generare nuove idee.

In specifico, i ricercatori STAMAS stanno vagliando materiali d’avanguardia come le leghe a memoria di forma e polimeri elettroattivi, per trasformare la loro idea di tuta intelligente in prototipi funzionanti adatti agli esploratori umani dello spazio. I polimeri elettroattivi cambiano dimensione e forma durante la simulazione tramite la giusta attivazione elettrica esterna, consentono il movimento e generano forza. Quali materiali candidati che possano riprodurre i muscoli naturali, vengono anche studiate le leghe a memoria di forma che “ricordano” la loro forma originale.

Finora, i colloqui tra esperti medici e il team tecnico hanno portato a una descrizione dettagliata dei requisiti per lo spazio a bordo. Per adattare in modo efficace l’attuale tecnologia ad attuatori elettromeccanici, sulla Stazione spaziale internazionale (ISS) e nello spazio sono stati testati nuovi concetti di muscoli artificiali per tute da astronauti con biofeedback (bioregolazione).

In questa articolazione della ricerca, saranno sviluppati due dimostratori: uno per affrontare il deperimento fisiologico delle gambe dovuto all’effetto della microgravità e un altro per l’affaticamento delle mani durante le attività extraveicolari. I dispositivi validati determineranno rilevantissimi effetti sul settore spaziale e potrebbero anche trovare preziose applicazioni terrestri nel campo della riabilitazione.