La ciencia del salto lunar

El programa «Movimiento en entornos de baja gravedad» (MoLo) simula la gravedad lunar -llamada hipogravedad- en la Tierra para investigar cómo se adaptan los cuerpos humanos y un equipo de expertos en medicina espacial del Centro Europeo de Astronautas de la ESA en Colonia, Alemania, está investigando cómo rebota en la Luna podría ayudar a mantener e incluso desarrollar huesos y músculos saludables.

«Queremos generar y ampliar el conocimiento sobre cómo el cuerpo humano reacciona y se adapta a la hipogravedad para preparar a los astronautas para futuras misiones de exploración planetaria», explica Nolan Herssens, investigador posdoctoral y jefe del proyecto.

Rebotando para mantener el equilibrio

Pero, ¿cómo se puede simular la gravedad reducida en la Tierra? El programa tuvo varias fases, comenzando con un conducto de ventilación renovado en las instalaciones terrestres de la ESA. “Locomoción en otros planetas” en Milán, Italia. Se equipó un poste de 17 metros con una cuerda elástica, lo que permitió a una persona hacer saltos verticales de hasta seis metros en gravedad lunar simulada, y que el equipo investigara el movimiento y su biomecánica.

La segunda etapa implica un vuelo parabólico, una maniobra de vuelo especial que simula la gravedad lunar y similar a la de Marte, lo que permite al equipo estudiar los efectos de la hipogravedad en el equilibrio humano.

“En comparación con los ejercicios de salto en Milán, el vuelo “Hypo-G” afecta a todas las partes de nuestro cuerpo por igual, como lo haría en la Luna. Realizaremos pruebas de equilibrio estandarizadas para estudiar las diferencias en los sistemas fisiológicos que nos ayudan a mantener el equilibrio, ” explica Tobias Weber, ingeniero de operaciones científicas y co-supervisor.

Si el estudio revela que el equilibrio se ve afectado por la reducción de los niveles de gravedad, los hallazgos ayudarán a definir contramedidas destinadas a prevenir caídas y problemas de equilibrio en terrenos lunares y marcianos posteriores.

Un pequeño salto para un astronauta

En un camino futuro, los investigadores probarán si se pueden realizar saltos contra bajos niveles de carga en la Estación Espacial Internacional, lo que a largo plazo puede promover el crecimiento óseo y muscular.

“El hueso es muy sensible a las fuerzas mecánicas y en la Tierra las generamos al caminar todos los días, lo cual es suficiente para mantener la integridad de nuestros huesos y músculos. En microgravedad, todo esto desaparece y aún no sabemos si la gravedad lunar es suficiente para mantener la integridad musculoesquelética”, explica Tobias.

“Saltar agregaría un ejercicio muy efectivo y simple para ayudar a los astronautas a mitigar o incluso prevenir el desacondicionamiento fisiológico. Los miembros de la tripulación también podrían necesitar una rehabilitación más corta después de sus misiones que aquellos expuestos a microgravedad permanente”, agrega.

Según el equipo, es probable que no se necesite hardware de ejercicio adicional si los astronautas vivieran en un hábitat lunar. “A diferencia de la Estación Espacial, los astronautas pueden caminar sobre la superficie lunar. Entonces, ya tienen algún tipo de ejercicio al realizar actividades extravehiculares (EVA) o tareas diarias. El salto máximo controlado puede ser una forma de complementar este EVA sin requerir ningún equipo adicional”, dice David Green, co-supervisor del Centro Europeo de Astronautas y el King’s College de Londres.

Luna por delante

Para realizar más pruebas en la Tierra, el equipo está involucrado en el desarrollo de un sistema de descarga para el ESA-DLR LUNA instalación, que incluye un sistema de suspensión vertical que puede suspender a dos personas simultáneamente para simular una caminata espacial en terreno lunar.

Con este proyecto pionero, el equipo está ampliando y reuniendo conocimientos en instituciones de investigación de toda Europa que estudian los efectos de la hipogravedad en el cuerpo humano.

“Esta es un área poco explorada y ciencia verdaderamente aplicada. Es muy probable que cualquier cosa que descubramos tenga un impacto en el desarrollo de contramedidas y hábitats espaciales. Estoy especialmente emocionado de ver la transición de la órbita terrestre baja a la exploración del espacio profundo”, dice Tobias.

«Hay mucho trabajo por hacer para prepararse para habitar a largo plazo en la superficie lunar, sobre todo la ergonomía de la vida lunar. Las tripulaciones de Apolo entraron y salieron de su módulo de aterrizaje en sus trajes EVA. Caminar y moverse en la gravedad lunar sin un traje EVA es algo que la humanidad nunca ha hecho, por lo que no sabemos qué es el movimiento lunar ‘normal’, que es fundamental para optimizar los trajes EVA pero también para definir alturas de techo y almacenamiento, e incluso cosas como escaleras lunares para el momento en que comenzamos a construir ‘hogares’ en la superficie», agrega David.

Con experiencia en fisioterapia y neurorehabilitación, Nolan está emocionado de ver los beneficios para la medicina terrestre: “Los resultados de los estudios tendrán un impacto directo en los viajes espaciales y cualquier avance que hagamos para impulsar a la especie humana en el espacio también puede ser potencialmente traducido al campo de la medicina en la Tierra, como el uso de sistemas de descarga de peso corporal para procesos de rehabilitación después de un derrame cerebral o una cirugía”.

Socios involucrados en el Estudio de movimiento en ambientes de baja gravedad en Milán:

Equipo de Medicina Espacial de la ESA

• Dr. Tobías Weber
• Dr. David A Green
• Dr. Nolan Herssens

Centro Aeroespacial Alemán DLR

• Prof. Dr. Jörn Rittweger

Universidad de baño

• Prof. Dr. Darío Cazzola
• Prof. Dra. Steffi Colyer
• Dr. James Cowburn

Universidad de Milán

• Prof. Dr. Alberto E. Minetti
• Dr. Gaspar Pavei
• Dr. Francesco Luciano

Universidad Alemana del Deporte de Colonia

Universidad de Ciencias Aplicadas de Aachen

• Prof. Dra. Kirsten Albracht
• Msc. verena schüngel