Medicina aerospaziale

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Introduzione

Medicina aerospaziale Branca della medicina che studia gli effetti fisiologici e psicologici del volo sul corpo umano. In particolare, gli specialisti della medicina del volo si occupano del volo aereo, e collaborano alla selezione degli aspiranti piloti, tengono sotto costante osservazione l’equipaggio e forniscono il proprio apporto agli ingegneri aeronautici per la progettazione di velivoli più adeguati. Gli specialisti della medicina dello spazio, o bio-astronautica, si occupano invece delle condizioni dell’organismo in assenza di gravità, al di fuori dell’atmosfera terrestre.

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Cenni storici

Già nel XVIII secolo si ebbero le prime indagini di natura fisiologica sui piloti di palloni aerostatici, alcuni dei quali erano medici. Nel 1784, un anno dopo il primo volo di una mongolfiera con equipaggio compiuto dal fisico francese Jean-François Pilâtre de Rozier, il medico statunitense John Jeffries eseguì le prime analisi sulla composizione dell’aria in quota. Nel 1878 il medico francese Paul Bert pubblicò quello che si considera il primo trattato di questa disciplina medica, in cui venivano descritti gli effetti prodotti sul corpo umano dalle variazioni della pressione atmosferica e della composizione dell’aria.

Nel 1894 il fisiologo austriaco Herman von Schrötter progettò una maschera a ossigeno che permise al meteorologo Arthur Berson di stabilire il record del volo d’alta quota, raggiungendo 9150 m. Con l’avvento degli aerei, nel 1912 arrivarono anche le prime norme standard relative ai piloti militari. In tal senso, fu particolarmente significativo il lavoro dal medico statunitense Theodor Lyster, pioniere della medicina del volo. Le innovazioni tecnologiche comprendevano, fra l’altro, la prima tuta pressurizzata, disegnata dal pilota statunitense Wiley Post e, qualche anno dopo, nel 1942, si realizzò anche una tuta antigravità, progettata dal britannico W.R. Franks. Il medico statunitense John Stapp perfezionò il sistema di ancoraggio del pilota con cui egli stesso, nel dicembre 1954, resistette a una decelerazione di 200 m/s in un secondo.

Agli anni Quaranta del Novecento risalgono anche le prime indagini sul comportamento umano nel corso di voli spaziali, svolte in Germania dal medico Hubertus Strughold. Sia negli Stati Uniti che in Unione Sovietica cominciarono, a partire dal 1948, gli esperimenti su animali sottoposti a condizioni analoghe a quelle dello spazio. Nel 1957 i russi inviarono in orbita un cane, e l’anno seguente fu la volta di una scimmia lanciata dagli USA. Le sperimentazioni di quegli anni sembrarono suggerire che non vi erano eccessivi rischi di natura biologica, il che fu confermato dai primi voli in orbita di esseri umani, pioniere dei quali fu l’astronauta russo Jurij Alekseevic Gagarin con il suo volo del 12 aprile 1961. I test negli Stati Uniti proseguirono con i voli suborbitali del veicolo spaziale Mercury-Redstone, con i voli orbitali dei veicoli Mercury e Gemini, con l’allunaggio dell’Apollo, della stazione orbitante Skylab e con i successivi voli della navetta Space Shuttle (vedi Esplorazione dello spazio). Negli anni Ottanta i cosmonauti sovietici batterono il record di permanenza nello spazio, e gli effetti a lungo termine dell’assenza di gravità o della microgravità furono da allora presi in esame come un importante problema medico.

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Effetti del volo sulla fisiologia umana

I fattori principali che interagiscono sulla fisiologia del corpo umano durante il volo sono l’alta velocità e la carenza o l’assenza di ossigeno, l’accelerazione e la decelerazione, la pressione atmosferica e la decompressione.

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Alta velocità

Di per sé, la velocità elevata non produce sintomi preoccupanti sull’uomo. Possono invece risultare pericolose le rapide accelerazioni e decelerazioni, che vengono espresse mediante multipli della gravità terrestre sul livello del mare (g). Sottoposto per alcuni secondi a una forza di 4-6 g, il corpo umano va soggetto a disturbi della vista, con sdoppiamento dell’immagine e totale oscuramento. Per ovviare a questo problema sono state create tute antigravità che agiscono aumentando la pressione a livello dell’addome e delle gambe, e in tal modo contrastano la tendenza del sangue di accumularsi in quelle regioni del corpo. Durante la decelerazione portata a livelli estremi si rende necessario anche un adeguato supporto per la testa, che ha lo scopo di evitare dolori al capo e danni ai seni nasali. I test con piloti posti in posizione seduta, rivolti all’indietro e adeguatamente protetti, hanno rivelato che l’organismo può sopportare senza danni una decelerazione pari a 50 g.