Los astronautas en microgravedad durante períodos prolongados experimentan una serie de malas adaptaciones, que incluyen pérdida ósea, atrofia muscular y pérdida de masa muscular, redistribución de líquidos y reducción de la función inmunológica. Se han presentado muchas propuestas para utilizar la aceleración centrípeta para simular la gravedad en vuelos de larga duración, reduciendo así el deterioro físico de los astronautas. La mayoría de estas propuestas se basan en la suposición de simular la gravedad de la superficie terrestre de 1g. Los diseños resultantes son lo suficientemente pesados y grandes como para eliminarlos de una competencia seria para vuelos espaciales tripulados a corto plazo.
Este pensamiento me parece demasiado simplificado. ¿Por qué un 1,0 g completo? Mi intuición me dice que puede haber una función de paso involucrada. es decir, la pérdida ósea es mínima desde 1 g hasta un valor umbral, por debajo del cual se alcanza un punto de activación de mala adaptación y la pérdida ósea salta hasta los niveles altos que vemos desde 0 g.
Mi pregunta es doble.
1) ¿Tenemos algún dato (estoy pensando en ratones en una centrífuga en el espacio) que correlacione la mala adaptación con la gravedad artificial en valores por debajo de 1,0 g?
2) ¿Cómo podríamos recopilar estos datos de la manera más económica, si no existen?
Ampliando mi segunda pregunta, mi primer pensamiento es poner ratones en una centrífuga a 0,5 gy controlar su orina en busca de calcio. ¿Existen biomarcadores de proteínas para la mala adaptación espacial? ¿Podría recolectar una muestra de orina o sangre de un ratón y saber rápidamente si ese ratón está perdiendo hueso, masa muscular, redistribución de líquidos o pérdida de la función inmunológica? Me encantaría ver una misión de investigación "barata" con jaulas selladas de ratones dispuestas a lo largo de una cuerda giratoria larga como un collar de perlas, los hábitats más cercanos al contrapeso experimentando la menor gravedad artificial pero todos los demás parámetros idénticos, con su orina recolectada diciendo una historia de cuánta gravedad se necesita para mantenerlos saludables. ¿O estas preguntas ya han sido respondidas a nuestra satisfacción?
La fórmula de la "gravedad" artificial debida a la acción centrífuga es sencilla:
g = rω²
donde ges la aceleración gravitacional, res el radio de la centrífuga y ωes la velocidad angular. Entonces la "gravedad" es proporcional al radio. Este es un problema: intentar reducir la centrífuga para ratones de menor masa no es útil: la masa no es una variable en la ecuación anterior. Entonces, independientemente de la especie de paleta de carne en la que desee realizar este experimento, necesitará una centrífuga bastante grande.
¿Cuan grande? Este clip de YouTube intenta responder a esto comparando varios esquemas de gravedad centrífuga de ciencia ficción. Resulta que hay una compensación:
r=8m, según Space Odyssey), los efectos de Coriolis serán enormes y harán que sea extremadamente incómodo (nauseabundo) vivir en una centrífuga de este tipo durante un período de tiempo.r=93 million miles, según Ringworld), entonces la integridad estructural de la centrífuga no es práctica.El clip postula que Babylon 5 logra un equilibrio bastante bueno de estos dos r=8kmpor 1 g.
Entonces, incluso si solo queremos producir 0,5 g, necesitaríamos una centrífuga de 4 km para humanos. Quizás los ratones puedan manejar las náuseas debido al efecto Coriolis mejor que los humanos. La estructura más grande construida por el hombre en el espacio es la ISS, con una longitud de 108,5 m. Para usar la ISS para este experimento, tendríamos que:
En este punto, esto parece un conjunto poco probable de suposiciones.
¿Cómo responde esto a las preguntas de OP?
Keningeniero