Cosa significa essere al comando di una simulazione di vita su Marte

In questi giorni la Mars Desert Research Station, un laboratorio scientifico situato nel bel mezzo di un deserto nello stato americano dello Utah, sta ospitando alcuni promettenti astronauti che per conto della Mars Society stanno simulando le condizioni di vita di un'ipotetica missione spaziale su Marte.

Si tratta di sette giovani e brillanti scienziati: Pierrick Loyers, ingegnere; Gwendal Henaff, fisico esperto in cartografia 3D; Anushree Srivastava, biotecnologa dedita alla caccia di microrganismi alieni; Patrick Grey, che ha il compito di sviluppare metodologie di supporto alla botanica; Troy Cole, che migliora e tiene sotto controllo l'apparato ingegneristico della missione come le condizioni delle tute spaziali EVA e gli ossigenatori, e Nicholas McCay, un giornalista.

A guidare i sei astronauti è il Comandante Ilaria Cinelli, una ragazza di origini toscane di 31 anni. Dopo una laurea in ingegneria biomedica a Pisa e due anni di studi londinesi nei quali ha fornito supporto informatico e matematico alla ricerca sui disturbi visivi che colpiscono gli astronauti, Ilaria ha ottenuto una borsa di dottorato alla Galway University, in Irlanda.

L'Aerospace Medical Association e il Life Sciences and Biomedical Engineering Branch hanno premiato Ilaria per le sue numerose ricerche e nel 2015 è stata inclusa nella Mars Desert Research Station dopo un lungo percorso di training fisico e psicoattitudinale.

Quello che accomuna i sette ricercatori è l'aver collaborato per anni in associazioni no-profit dedite allo studio della colonizzazione marziana—Come la Mars Society, fondata nel lontano 1998 da Robert Zubrin, un matematico noto per la sua tenacia e il suo lavoro per la conquista di Marte.

La Mars Society nel corso degli anni è divenuta un'importante istituzione e ha più volte collaborato con gli enti spaziali più importanti del mondo—Una delle sue mansioni preferite riguarda la costruzione di habitat simulativi per la vita nello spazio, arrivando ad oggi con un totale di quattro strutture tra le Hawaii ed il circolo polare Antartico.

La Mars Desert Research Station sta ospitando in questo momento la Missione 172: tre settimane vissute dentro e fuori un habitat di otto metri di diametro in grado di contenere un laboratorio geologico e biologico, un ambiente di lavoro, dei bagni, un lavello ed una doccia. Ci sono delle scale che portano a un piano superiore dedicato agli ospiti, dove si trova un tavolo per cenare con la ciurma e condividere i pensieri della giornata, un cucinotto, una stazione per i computer, una piccola libreria ed una videoteca. Ed ovviamente i letti, piazzati in anguste camerette.

Quello della Mars Society e della Missione 172 non è un gioco: la simulazione è una ricostruzione organizzata nei minimi dettagli, un'impresa mirata a preparare il terreno a un futuro marziano. Ilaria e gli altri sei membri dell'equipaggio possono avere contatti con il pianeta Terra, motivo per cui mi sono permesso di contattarla

Mentre lavoro alle domande, la crew della Missione 172 vive circondata da un eterno deserto di neve marziana. Nella simulazione non ci sono tracce di civiltà umana e tra me e loro, in teoria, ci sono circa 200 milioni di chilometri di distanza. La velocità della luce è di trecentomila chilometri al secondo: questo vuol dire che, senza calcolare nessun ritardo di trasmissione o accodamento di comunicazione, nel migliore dei casi la latenza dei nostri messaggi è di circa 10 minuti, ovvero il tempo che la mia mail impiegherà per uscire dal mio router e raggiungere l'habitat marziano.

LA MISSIONE 172

Motherboard: In questo momento dove ti trovi? Sei già nel bel mezzo dell'esperimento nel MDRS?—Insomma, cosa sta succedendo nella Missione 172?

Ilaria Cinelli, Commmander Crew 172: In questo preciso momento sono le prime 4 ore e 35 minuti di Sol4 (quarto giorno su Marte) e sto lavorando al computer da più di due ore e mezzo, dopo circa tre ore scarse di sonno. Nella base abbiamo una connessione internet molto limitata, interamente usata per comunicare con il centro di sicurezza remoto (Mission Support). Durante la notte abbiamo un segnale migliore quindi posso finire il resto del mio lavoro e mantenere le comunicazioni con altri centri remoti.

La missione è iniziata a pieno ritmo e l'entusiasmo dell'equipaggio rende l'atmosfera vibrante. Ci sono le basi per un'ottima comunicazione e ciascun membro interagisce facilmente con gli altri. Credo che questo sia dovuto in parte alle loro ambizioni e al training preliminare della missione.

Non capita tutti i giorni di condividere a pieno la propria passione per l'esplorazione spaziale e la biologia spaziale; ogni libro che abbiamo portato nel centro riguarda lo spazio—Con me ho Space Physiology di Jay C. Buckey, un meraviglioso testo scientifico che spiega l'adattamento del corpo umano a gravità diverse da quelle terrestri. Questo libro mi ha aiutato a sviluppare la mia passione e le mie competenze per la medicina aerospaziale, per questo ritengo fondamentale condividerlo con l'equipaggio.

Mi descrivi i compiti del tuo ruolo di Comandante durante la missione? Cosa devi fare esattamente e quali sono le tue responsabilità?

Pur non avendo una formazione militare, sto cercando di ricoprire il ruolo di Comandante al mio meglio. Credo che, in questo tipo di missioni, un buon Comandante debba saper stimolare ciascun membro a tirar fuori il meglio di se, gestire qualsiasi fattore umano (gli 'human factors') e imprevisto per completare la missione con successo. Non si tratta di cieca obbedienza ai miei ordini, ma anche di comprensione.

Sono responsabile in prima persona del successo o del fallimento della missione, della sicurezza della struttura, di tutte le emergenze, delle performance del mio equipaggio e quindi, indirettamente, dei risultati dei loro progetti. Infine, è mia responsabilità la preparazione fisica, mentale e professionale della crew prima della missione per le attività svolte dalla Mars Desert Reserach Station (MDRS).

Uno degli aspetti più importanti riguarda il fattore psicologico: molte persone non reggono lo stress da isolamento tipico delle missioni marziane. La competenza lavorativa è solo una minima parte della preparazione: nessuna laurea ti garantisce che saprai affrontare qualsiasi imprevisto su Marte.

La qualità della missione dipende dalla qualità del training (remoto) prima di arrivare nella MDRS. Ho dedicato anima e corpo all'allenamento del mio equipaggio insegnando loro i doveri, le regole da rispettare e i potenziali pericoli sia della missione che del deserto. Inoltre, ho imparato a conoscere le loro personalità, ambizioni e obiettivi personali. Il lato "umano" dell'allenamento è fondamentale per questa missione se considerate che siamo un team internazionale di estranei. Credo che le competenze professionali e le qualità fisico-mentali di ciascun membro siano equamente importanti.

Inoltre, la missione si svolge nel bel mezzo del deserto—A circa tre ore di macchina dalla città più rifornita. In questo contesto, la sopravvivenza stessa è dura. Le risorse (acqua, gas, elettricità, cibo ed internet) sono limitate e il loro uso è regolato al minuto durante la giornata.

Quando lo stress è molto elevato ci si dimentica dell'obiettivo della missione e la sopravvivenza del singolo individuo diventa prioritaria su tutto. Ho il compito di insegnare al mio equipaggio come gestire i propri limiti per andare avanti come unica entità nonostante gli imprevisti e lo stress.

Quando ho letto della tua storia non ho potuto fare a meno di pensare al romanzo L'uomo di marte di Andy Weir, da cui Ridley Scott ne ha tratto un film: The Martian. Secondo A. Weir, esperto di fisica e programmazione, il futuro vedrà Marte colonizzato da esperti di informatica, medicina e botanica—E tu sei esperta in due di questi campi: secondo la tua esperienza quali saranno le figure lavorative o accademiche preferenziali per partecipare alla colonizzazione marziana?

Nonostante la mia passione per l'ingegneria biomedica e la medicina, il mio sogno di diventare astronauta deve necessariamente comprendere per motivi di sopravvivenza anche altre discipline distanti dal mio percorso di formazione. In parallelo alle mie ricerche e al dottorato, sto facendo dei corsi aggiuntivi per imparare materie che vanno dalla propulsione alla botanica, per esempio.

Per capirci: l'Ingegneria biomedica è di per sé un ramo ibrido che lega l'ingegneria e la medicina per la ricerca e lo sviluppo di macchinari e dispositivi biomedici. In un futuro prossimo, dove l'esplorazione spaziale diventerà parte del nostro quotidiano, la natura dell'ingegnere e del medico sarà profondamente diversa: emergeranno nuove figure professionali in entrambi i settori. Per esempio: il servizio ospedaliero cambierà molto grazie allo sviluppo della telemedicina—Quindi, molti medici praticheranno ed opereranno in remoto, come sta già succedendo in Canada.

Si sta già pensando a tecniche chirurgiche da praticare in assenza di gravità ma per adesso si tratta di campi sperimentali. Ancora, i dispositivi biomedici per diagnosi e trattamento saranno riprogettati per essere più accessibili e facili da usare nella forma di app per smartphone.

L'ingegneria è un mondo continuamente in sviluppo e in evoluzione. Non mi stupirei se sorgessero nuovi indirizzi specializzati per astronauti, piloti extra-planetari ed esploratori: questi professionisti avranno una formazione molto diversa a seconda della missione e della distanza dal pianeta Terra. Per esempio, gli astronauti selezionati per la missione su Marte dovranno essere più indipendenti a causa della grande distanza che li separa dalla Terra.

In generale, se la struttura della società rimarrà la stessa su altri pianeti, allora i settori professionali saranno simili a quelli attuali con variazioni nel training e nella specializzazione. Comunque, geologia, astronomia, botanica e microbiologia avranno un grande impatto nell'esplorazione. Infine, credo che il suolo della filosofia verrà rivalutato nella nostra società. Nel momento in cui si romperanno le barriere dell'esplorazione planetaria, il senso dell'uomo in sé e dell'Essere subirà una svolta.

LA BASE DI RICERCA

Se si osserva la piantina dell'habitat che la MDRS ha allestito, si nota una certa centralità dell'area dedicata agli studi geologici e biologici. Cosa state cercando?

Stiamo cercando di individuare quale microrganismo può vivere e riprodursi in un ambiente molto salino. Il deserto dello Utah offre una variazione geologica unica con una composizione salina simile a quella marziana. Nella mia missione abbiamo un paio di progetti a riguardo ma non sono il primo investigatore.

Sempre sulla piantina noto della presenza di una libreria DVD e CD. Che musica ascoltate lì su Marte? E i film li guardate? Ci sono direttive particolari in merito?

La Mars Desert Research Station è una struttura dedicata allo sviluppo di un modello sostenibile per l'esplorazione spaziale. In poche parole, un ritrovo di nerd che volontariamente si isolano dal mondo terrestre per parlare solo di spazio: dalla ricerca al trash. Quindi musica, DVD, libri e magliette sono interamente dedicate a qualsiasi forma di arte e divulgazione sullo spazio. Direi che siamo una sorta di forma avanzata della serie TV The Big Bang Theory.

Quando si pensa a come le menti creative del mondo sci-fi hanno rappresentato nel corso del tempo le missioni spaziali, uno degli strumenti narrativi più utilizzati è stato quello dell'intelligenza artificiale senziente per le ovvie sfaccettature etiche che ne conseguono—Nella vostra missione è previsto qualcosa di simile?

L'esplorazione spaziale deve comprendere sia i robot che l'uomo. I robot sono macchinari programmati per operare task specifici in ambienti conosciuti. Se non si hanno informazioni sufficienti a capire la natura del pianeta, i robot non saranno in grado di operare nel lungo termine, almeno con la tecnologia odierna.

È ancora presto per parlare di intelligenza artificiale per esplorazione spaziale, ma non si tratta di un orizzonte impossibile—Ciononostante, i robot sono ancora dipendenti dalla nostra programmazione, quindi non possono agire in maniera realmente indipendente. Oggigiorno, l'esplorazione extra-planetaria guidata da robot serve a raccogliere dati geologici e ambientali, per esempio. Si tratta di un passo chiave per l'esplorazione umana, perché l'adattamento del corpo umano in ambienti non terrestri è tutto da scoprire. Sono ancora molte le cose che stiamo imparando dalle ricerche della Stazione Spaziale Internazionale.

Ho letto che la realtà virtuale sarà uno degli strumenti utilizzati per la simulazione. Come viene utilizzata? Posso vedere qualcosa?

Molti studi medici sono interessati alla realtà virtuale sia per la comprensione di disturbi di neurosviluppo che per il potenziamento delle performance nella fase di training. In questa missione, la realtà virtuale sarà utilizzata prima di ogni EVA per facilitare ciascun membro a concretizzare il suo ruolo. L'allenamento virtuale serve a lasciar memoria (virtuale) che verrà immagazzinata come memoria vissuta dal nostro cervello. Il comportamento dell'astronauta e la sua reazione durante l'esplorazione sono quindi fondate su (false) memorie. Lo scopo di questa attività è quello di portare all'estremo la nostra resistenza mentale.

I RISCHI

Tra le numerose problematiche riguardanti la sopravvivenza terrestre su Marte si possono trovare anche le tempeste di sabbia e le radiazioni UV. Come vengono simulate queste condizioni nella vostra missione?

Il deserto dello Utah è sempre pieno di sorprese—Gli ultimi tre giorni sono stati caratterizzati da un forte vento freddo che ha rallentato le Attività Extra-Veicolari. In questo momento siamo ricoperti da una fitta coltre di neve che si trasformerà in ghiaccio durante la notte—Questo fenomeno può causare il congelamento dell'acqua nella riserva esterna, e se il vento freddo rimarrà costante questa situazione si ripeterà spesso e volentieri, obbligandoci a limitare l'utilizzo di acqua potabile. Già a partire da questo aspetto, direi che le condizioni climatiche generali sono molto verosimili.

Personalmente sono particolarmente interessata all'impatto delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti sul corpo umano per l'esplorazione spaziale, ma in questa missione non sono stati inclusi studi a riguardo per motivi etici. Questo ambiente ha pericoli reali oltre a quelli simulati, per questo l'unica radiazione presente sarà quella ambientale.

Per un periodo ho fatto ricerca in prima persona nel campo delle radiazioni ionizzanti e questi studi devono essere svolti in edifici a norma con strumentazione regolarmente controllata. Le radiazioni sono invisibili e possono non sembrare un pericolo reale perché non si percepiscono facilmente—Ma alla fine della giornata il loro impatto è misurabile: il corpo umano può immagazzinare solo una certa dose annuale di radiazioni prima di sviluppare mutazioni, e qualora la dose sia eccessiva, lo sviluppo di mutazioni e la contaminazione diventano incontrollabili.

Gli studi sullo sviluppo di tute spaziali per l'EVA comprendono la protezione da radiazioni ionizzanti e cosmiche, e questi studi sono ancora a uno stadio fortemente sperimentale perché è difficile controllare l'impatto delle radiazioni cosmiche. Quindi, gli studi che includono radiazioni non sono solitamente inclusi durante missioni analoghe, anche se questo aspetto può comunque variare a seconda delle regole della struttura che ospita la missione.

Qual è la cosa peggiore che potrebbe succedere durante la missione 172? Quali sono gli eventi che potrebbero portare al fallimento, o ancora peggio alla morte (simulata!) dell'equipaggio?

In questa missione simuleremo emergenze sia mediche che di gestione. Secondo il protocollo, abbiamo l'ordine di annullare la missione in caso di particolari emergenze come incidenti, sanguinamento, aggressioni ed esplosioni. Questo tipo di eventi causano un "mission abort", da cui ne consegue un abbandono immediato della struttura. In altri casi, i "failure" si riferiscono ad azioni di gravità minore vietate dal regolamento, come aprire la porta dell'AirLock, fumare, bere alcol, fare sesso o aggredire qualcuno.

La procedura da svolgere in caso di morte simulata deve essere praticata solo se l'equipaggio riconosce di essere un'unica entità nel pieno rispetto delle regole della missione: solitamente ci si riferisce a "morte analoga" di un astronauta in missione quando il membro viene espulso dal Comandante per motivi di sicurezza. Questo altera l'equilibrio interno dell'equipaggio e molto spesso ne indebolisce la struttura. Ho intenzione di simulare qualcosa del genere durante la mia missione, ma è ancora troppo presto per farlo. Devo valutare criticamente se il mio equipaggio è pronto.

Uno degli aspetti di ricerca principali della missione 172 riguarda la componente psicologica dell'equipaggio: se ci dimentichiamo per un attimo di tutti i rischi e le precauzioni più ovvie, quali sono le reali problematiche che potrebbero emergere durante la missione? Mi riferisco a tutte quelle piccolezze che incontriamo anche in scenari di lavoro normali e che, una volta accumulati, incidono pesantemente sulla nostra condizione psicologica benché singolarmente non siano poi così ingombranti.

L'abuso di risorse è una problematica seria. Ogni missione inizia con una certa quantità di acqua e cibo che deve durare per tutta la missione (non sono previsti rifornimenti). Al termine di ogni missione si possono consumare casi di abuso di cibo ed altre risorse per la sopravvivenza. In esperienze precedenti, si sono verificate liti ed aggressioni per la condivisione delle ultime risorse d'acqua rimaste.

Benché la Mars Desert Research Station selezioni professionisti esperti nel settore, questo tipo di casi possono capitare perché il comportamento umano è imprevedibile in caso di forte stress. Questi imprevisti possono essere limitati con un buon addestramento prima della missione, e l'equipaggio deve essere messo della motivazione dietro ogni addestramento per contrastare meglio questi pericoli—Un buon Comandante è responsabile anche della prevenzione di questo tipo di eventi.

LO SPAZIO E IL FUTURO

Tu che ci sei dentro fino al collo, come vedi il mondo della colonizzazione spaziale? A che punto siamo e, secondo te, perché (al netto della vastità dei campi di ricerca che lo spazio in generale ci offre) l'idea di colonizzare un pianeta è così importante per l'uomo?

Personalmente quando guardo le stelle penso più all'esplorazione del cosmo che alla colonizzazione spaziale. Grazie all'esplorazione, possiamo capire chi è l'uomo in questo Universo, possiamo rispondere alle domande filosofiche sull'Essere: non esploriamo solo per colonizzare ma per capire la natura in sé. Insomma, l'uomo è un esploratore e benché stia esplorando il pianeta Terra da sempre, resta ancora tanto da scoprire! Ritengo che l'esplorazione spaziale sia un traguardo intellettuale e internazionale. Nell'esplorazione, l'uomo ritrova se stesso senza razze e barriere culturali.

La colonizzazione è parte dell'esplorazione e credo che la Luna sarà la prima meta, perché offre le basi per testare e sviluppare le tecnologie fondamentali alla missione per Marte.

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