Tra i cinque e i sette milioni di anni fa, i primi antenati dell'uomo sono comparsi quando alcuni animali simili a scimmie nel triangolo di Afar, in Africa orientale, hanno iniziato a camminare su due zampe. Da lì hanno iniziato a espandersi e a esplorare il mondo circostante. Migrarono in altri continenti, popolando l'attuale Europa, l'Asia e le Americhe. Alcuni di loro costruirono barche e navigarono per distanze enormi fino a isole di cui non conoscevano l'esistenza. 

Oggi conosciamo (quasi) tutto della Terra. Ora guardiamo allo spazio. Più di 50 anni fa abbiamo messo piede sulla Luna. Ora il nostro prossimo obiettivo è Marte. Dopodiché, potremmo passare ad altri pianeti del nostro sistema solare. Potremmo cercare di esplorare ulteriormente la Via Lattea. Forse, alla fine, viaggeremo verso altre galassie. Tuttavia, perché ciò sia possibile, l'umanità deve prima sviluppare tecnologie come il criosonno e il sito criopreservazione.

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Perché (forse) abbiamo bisogno del sonno criogenico

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Un grande problema legato ai viaggi nello spazio è la velocità e la distanza. Poiché i pianeti sono molto distanti l'uno dall'altro, possono essere necessari anni, persino secoli, per andare da un pianeta all'altro. Consideriamo i viaggi spaziali interstellari all'interno del nostro sistema solare. 

Secondo la NASA, in media e con le tecnologie attuali, ci vorrebbero circa 7 mesi per raggiungere Marte, che si trova a una distanza di 480 milioni di km dalla Terra lungo la sua orbita. Un veicolo spaziale avrebbe bisogno di circa 6 anni per arrivare a Giove e di 9,5 anni per arrivare a Plutone. Se vi siete mai annoiati su un volo a lungo raggio, immaginate di passare anni in attesa all'interno di una navicella spaziale.

Quanto tempo ci vorrebbe invece per viaggiare tra le galassie? Per esempio, se volessimo andare nella Galassia di Andromeda, la galassia a spirale più vicina, quanto tempo ci vorrebbe? La distanza da coprire è di 2,537 milioni di anni luce , pari a circa 22.833.000.000 milioni di km. Se confrontiamo questo numero con i sette mesi necessari per atterrare su Marte, possiamo vedere che ci vorrebbero circa 28 milioni di anni per raggiungere la Galassia di Andromeda. Questa cifra non è esatta, ma può darci un'idea di quanto tempo sarebbe necessario per i viaggi intergalattici. Poiché nessun essere umano può vivere così a lungo e la nostra coscienza è ancora deperibile, come possiamo risolvere questo problema?

Molti film di fantascienza, come 2001: Odissea nello spazio, Interstellar o Passengers, ci hanno già mostrato una possibile opzione: il sonno criogenico indotto, noto anche come (erroneamente!) animazione sospesa! Per essere precisi, il "sonno criogenico" implica temperature molto basse, mentre l'"animazione sospesa" si ottiene solitamente con una riduzione di pochi gradi. Tuttavia, nei media popolari, i termini sono di solito usati in modo intercambiabile.

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Sonno criogenico: Pro e contro

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Il sonno criogenico può essere visto come una sorta di ibernazione umana indotta artificialmente. In natura, esistono diversi animali che possono diminuire il loro metabolismo riducendo la temperatura del loro corpo. In questo stato di biostasi, possono andare avanti per mesi con cibo e acqua limitati. 

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Per fare un esempio, gli scoiattoli di terra trascorrono 8 mesi in uno stato di ibernazione chiamato torpore, durante il quale la frequenza cardiaca, il metabolismo e la temperatura corporea sono incredibilmente bassi. Dopo questi mesi, il loro corpo si riscalda e "tornano in vita" senza alcun danno. Sebbene gli esseri umani non possano decidere naturalmente di ibernarsi, la tecnologia medica potrebbe essere in grado di indurre questo stato. Diversi ricercatori stanno attualmente studiando come mettere gli esseri umani in qualcosa di simile al criosonno. Da un punto di vista medico, questo potrebbe aiutare a trattare malattie come le cardiopatie, il diabete e l'Alzheimer.

Ma quali sono i vantaggi del sonno criogenico per i viaggi nello spazio?

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• Innanzitutto, gli astronauti sarebbero in grado di viaggiare per mesi senza accorgersene. La salute mentale è un problema quando si deve passare così tanto tempo chiusi in uno spazio limitato con altri individui - come abbiamo notato tutti molto bene durante la recente chiusura per COVID-19!
• Inoltre, avrebbero bisogno di minori quantità di cibo e acqua. Trasportando meno carico, una nave consumerebbe meno carburante.
• Le camere di criosonno potrebbero proteggere gli astronauti in modo più efficace dalle radiazioni cosmiche nocive. Sulla Terra, l'atmosfera e lo scudo magnetico del nostro pianeta ci proteggono. Nello spazio, invece, gli astronauti sono esposti alle radiazioni.
• Le camere potrebbero avere una forza gravitazionale artificiale simile a quella terrestre che manterrebbe in forma il corpo degli astronauti. Infatti, a causa della mancanza di gravità, gli astronauti devono lottare contro l'atrofia muscolare o la degenerazione ossea facendo esercizio fisico in media per due ore al giorno. La tecnologia necessaria per produrre gravità artificiale in uno spazio ampio come quello di una navicella spaziale sarebbe estremamente complessa e costosa. D'altra parte, le camere di criosonno sono di dimensioni ridotte e sono in corso studi per rendere possibile la gravità al loro interno.
• Infine, il criosonno (rispetto a criopreservazione) può essere ripristinato con relativa facilità, semplicemente riportando un astronauta alla sua temperatura normale senza danneggiare il corpo.

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Quali sono invece i contro?

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• Prima di tutto, questa tecnica ancora stata perfezionata con successo.
• In secondo luogo, l'ibernazione non arresta completamente l 'invecchiamento. La riduzione del metabolismo ottenuta grazie alle basse temperature rallenta il processo di invecchiamento. Con una tecnologia avanzata, l'invecchiamento potrebbe essere rallentato in modo significativo, forse anche per secoli. Tuttavia, il solo criosonno purtroppo non ci permetterà di viaggiare verso la Galassia di Andromeda.

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Crioconservazione per i viaggi nello spazio

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Se vogliamo raggiungere pianeti extragalattici, crionicacriopreservazione potrebbe essere la soluzione che stiamo cercando. Si tratta di una procedura a cui viene sottoposto un paziente dopo la morte legale che permette di conservarlo per tutto il tempo necessario grazie all'utilizzo di temperature criogeniche (-196 °C). Infatti, attraverso la vitrificazione, tutti i processi biologici si fermano. Gli astronauti potrebbero essere conservati anche fino a 28.000 anni, senza praticamente alcun cambiamento o degradazione.

È chiaro che i ricercatori dovranno sviluppare la tecnologia necessaria per rianimazione prima ancora di considerare come criopreservazione possa essere applicato all'esplorazione spaziale. In ogni caso, abbiamo ancora parecchi pianeti da esplorare nella nostra galassia.

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Ricerca attuale sul criosonno

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Ci sono ricercatori che stanno cercando di ottenere il criosonno per i viaggi nello spazio? La risposta è sì. Gli ingegneri e gli scienziati della società aerospaziale SpaceWork Enterprises stanno lavorando a un progetto chiamato Torpor Inducing Transfer Habitat For Human Stasis To Mars per la NASA.

L'idea è quella di utilizzare una pratica medica chiamata ipotermia terapeutica (TH), comunemente applicata per le lesioni traumatiche. Il tasso metabolico si riduce in modo significativo raffreddando il corpo di soli 5-7 gradi Celsius. In effetti, la diminuzione è del 5-7% per ogni 1°C in meno di temperatura corporea centrale.

Gli astronauti saranno sottoposti a diversi cicli di due settimane di animazioni sospese. Durante questo periodo saranno alimentati per via endovenosa e i loro rifiuti saranno rimossi attraverso cateteri.

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Conclusione

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Considerando quanto si sta già sviluppando per il sonno criogenico, l'utilizzo di questa tecnologia nel volo spaziale potrebbe non essere così lontano. Certo, ci sono ancora molti problemi da risolvere. I viaggi nello spazio presentano numerose difficoltà. Per alcune di esse non abbiamo ancora trovato una soluzione. Tuttavia, se guardiamo al passato, anche la navigazione a vela presentava diverse difficoltà quando la tecnologia a nostra disposizione era ancora agli inizi.

Su Tomorrow Bio siamo entusiasti di avere la possibilità di assistere agli sviluppi futuri della tecnologia aerospaziale. La tecnologia di rinascita ci permetterebbe di salvare vite umane e di dare ai nostri membri la possibilità di vivere una vita più lunga. Chissà se in futuro criopreservazione verrà utilizzato anche per i viaggi intergalattici?

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