 In questa lezione vi parlerò di quella che è brevemente la ricerca biomedica che viene condotta nello spazio, in particolare nella stazione spaziale orbitante, e delle ricadute in generale della ricerca spaziale e delle esplorazioni spaziale a livello del terrestre. Bisogna pensare subito che vivere nello spazio con i mezzi attuali non è facile, nel senso che il corpo umano è sposto a una serie di stimoli e di condizioni tali da modificare la normale fisiologia. L'effetto della microgravità si fa risentire sulla maggior parte degli organi e dei sistemi del nostro organismo. Per esempio si fa incontro una redistribuzione dei fluidi corpore prevalentemente verso la parte superiore della testa, quindi con alcuno dei liquidi nel torace e nella faccia, tale da provocare congestione nasale, da provocare un maggiore lavoro del cuore che deve ovviamente compare sangue, più sangue, che accorre ovviamente nella guardia toracica, e un edema del nervo ottico che insieme alla presenza di radiazioni solari più intensa rispetto alla terra in quanto non c'è la protezione da parte dell'atmosfera va incontro a compromissione visiva con problemi anche di cecità. Altri problemi che sono legate alla mancanza di gravità sono allungamento della colonna vertebrale proprio perché non si risente della pressione dell'area e della gravità con forti dolori e allungamento anche fino a 5-6 cm e la trofia muscolare e l'ostercorosi che veramente sono molto simili come aspetto a quello che succede in persone di una certetà personanziale che hanno anche problemi per esempio di allettamento o di veramente immobilità. Nell'ambiente spaziale poi andiamo incontro a un fenomeno di disitratazione in quanto c'è una pressione interna di aspirazione dell'umidità per impedire accumulo di umidità e di acqua proprio sulle varie strumenti che compongono la stazione spaziale obitante. Abbiamo alterato il ritmo giorno-notte quindi non c'è il ritmo normale circadiano per cui sono l'ISS compie ben 16 rotazioni intorno alla terra durante le 24 ore tale da avere addirittura 16 albe e 16 tramonti quindi anche questo è una causa di stress psicofisico che si sommano a quelle di legata allontanamento dalla mischizia, allontanamento dalla famiglia, per periodi che vanno da mesi anche a versi mesi come un anno e con uno stress di lavoro continuativo e molto demanda è importante. Quindi il fatto poi di essere in microgravità impediscia anche di riposare di avere un sonno che sia completo per cui anche questo veramente aumenta lo stress. L'effetto delle reddazioni si risente non solo sull'apparato aculare, ma si risente anche sull'apparato acutaneo quindi con una forma di invecchiamento e su tutti i tessuti rapidi da proliferazione aumentando così il rischio di insorgenza di tumori oppure disbiosi intestinali proprio per effetto sulla flora batterica intestinale. L'effetto sulla flora batterica sia si ripercuose e può essere sul sistema immunitario che risulta essere anche questo meno attivo per cui può essere facile anche l'insorgenza di infezioni. Quindi tutte queste condizioni ovviamente non denotano per un buon stato di salute quando si è nello spazio. Le persone, quindi gli astronauti che stanno sulle SS, quindi si occupano solo persone di una certa età proprio per ridurre a minimo i rischi anche da punto di istratto dell'insorgenza per esempio di tumori o per sfruttare la loro esperienza perché si dà tra le persone un altra formazione spesso sono della aeronatica o sono scienziati e quindi possono condurre esperimenti nei vari settori della scienza, la medicina, la biologia, la fisica la chimica molto è sulla chimica dei fluidi per esempio, l'ingegneria. Spesso sono cavi della sperimentazione umana quindi sono loro che si prestano a studiare le effetti della gravità sulla mancanza di gravità sull'uomo e infatti l'avan posto degli SS da consiere un punto di partenza per capire gli effetti a lungo termine della vita dello spazio quindi per pensare a un'esplorazione più profonda verso per esempio Marte o altri pianeti. Importante il ruolo della stazione spaziale abitante nel controllo del monitoraggio ambientale della Terra e quindi in tutto questo poi gioca un ruolo quella che è la multifunzionalità degli astronauti nella mancanza e nella gestione della stessa stazione spaziale. Qui vi ho riportato in questa lista chiamata appunto con nome inglesi perché ovviamente la lingua ufficiale è l'inglese, nelle ISS abbiamo persone che possono essere europee, americane, russe, giapponesi, canadesi su queste sono le agenzie spaziale che concorrono al vò funzionamento delle ISS e questa lista appunto di esperimenti, alcuni riguardano proprio direttamente le persone, gli astronauti che sono sulle ISS, per esempio Nutris, è stato un esperimento gestito dal nostro Luca Parmitano della sua ultima permanenza nelle ISS, riguardava come l'alimentazione e l'attività fisica che queste persone devono fare influenzano la posizione corporea massamagra e massagrassa. Un altro esperimento interessante che ha visto la collaborazione di ragazzi dell'ECF è stato quello di capire come le condizioni spaziali influenzassero la riparazione e la rigenerazione dei tessuti utilizzando quindi, mandando sulle ISS, dei girini di Xenopus Levis deprivati di parte della coda, quindi per vedere come questi girini si rigeneravano provocando ovviamente questo del grave ritardo della riparazione vuol dire che la condizione di permanenza nelle ISS provoca proprio una serie di alterazioni in quella che è la fisiologia dell'organismo umano che molto spesso assomigliano quelle che cabiano nella popolazione fianziana o nei pazienti più fragili. Quindi la permanenza dello stazio rappresenta proprio un ambiente estremo che porta la necessità di sviluppare anche dei sistemi di controllo dello stato di salute degli astronauti a distanza e con dispositivi così diciamo miniaturizzati quindi molto piccoli da poter essere letti e manipolati dagli stessi astronauti. I programmi dell'elamente e dell'alimentazione controllata portano quindi una migliore confrensione delle malattie e la possibilità di intervento anche in maniera meno invasiva proprio perché nello spazio bisogna pensare di curarsi dal soli non ci sono medici, non ci sono ospedali e quindi tutto deve essere risolvibile nei migliore dei modi da parte degli stessi operatori. Quindi questo è grosso della ricerca biomedica che praticamente lo sforzo che si sta compiendo, si è compiuto e si sta compiendo che ha dato i propri frutti anche da utilizzare sulla terra. I proprio ricadute della ricerca spaziale fanno parte di una sezione della NASA, le cosiddette spin-off, spin-off è un termine inglese che sta a significare attività di una agenzia, di una impresa o di una academia per esempio dell'università che da origine ha lo sviluppo di un prodotto che può essere anche diverso o lontano da quella che potrebbe essere l'ipotisi di origine oppure l'interesse originario. Quindi sono delle idee che vengono sviluppate fino ad avere un prodotto finito, fino ad avere per esempio un brevetto che può essere commercialmente rivenduto a ditte o a imprese che ne possono trarre quindi profitto. In tutto questo infatti la NASA, così come le altre agenzie, hanno sempre collaborato con altre imprese, con altre istituzioni e la NASA aggiorna regolarmente ogni anno questa sezione producendo proprio un vero e proprio catalogo delle spin-off quindi tutte quelle sono state le innovazioni che sono venute fuori nell'ultimo anno riguardo la ricerca spaziale o a quello che è intorno alla ricerca spaziale. Vi voglio ora mostrare quelle che sono alcuni esempi pratici che ci fanno pensare che i soldi spesi per la ricerca spaziale non sono inutili ma hanno portato a notevoli migliori e notevoli innovazioni nella nostra vita quotidiana. Un primo tipo di risvolto derivante alla ricerca spaziale è quello dell'energia fotovoltaica quando si pensa a dei sistemi come la stazione spaziale orbitante o al microscopio Hubble o qualsiasi altra sonda o sistema che viaggia nello spazio che si muove all'interno del nostro sistema solare bisogna pensare a avere una fonte di energia per il funzionamento della struttura per l'invio di materiale o di informazioni dalla terra al veicolo e dal veicolo alla terra. Meglio di tutte le energie ovviamente del sole che è infinita che non costa e infatti negli anni sessanta la NASA ha scoperto la proprietà fotovoltaica di alcuni materiali che se colpiti dalla luce possono produrre, rilasciare elettroni i quali opportunamente catturati possono portare alla produzione di energia elettrica e per questo il fatto che l'ISS è visibile anche dalla terra proprio perché ha dei fannelli solari importanti imponenti che servono per dare energia. Lo sviluppo dei fannelli solari è stato portato avanti dalla NASA negli anni sessanta in collaborazione per esempio con la Walt Disney che appunto nel proprio reso aveva instituito questo campo appunto caratteristico. Questa tecnologia è sempre in corso di miglioramento anche perché il problema legato a fannelli solari è lo smaltimento e quindi si sta cercando di affinare le tecnologie di smaltimento. Un altro ritrovato è la tv satellitare, la immunizazione satellitare. Era fin dall'inizio prima ancora negli anni sessanta e quindi nel 57 la controsputnik della agenzia russa è stato il primo oggetto a galleggiare in perfetto equilibrio tra la gravità terrestre e lo spazio profondo. 80 giorni dopo vende la NASA aveva risposto con il suo esplorio quindi questo era il momento della guerra fredda di chi prima arrivava nello spazio. C'era bisogno di comunicazioni che potessero controllare questi sistemi di sateliti e le informazioni che derivavano dai satelliti e qui è nata proprio la comunicazione satellitare quindi una serie di satelliti che sono cosiddetti geostazionari e quindi che sono localizzati fuori dalla atmosfera terrestre a 37.000 chilometri e che ognuno dei quali copre una quota a parte della superficie terrestre. In questo modo abbiamo la possibilità di comunicare tra la terra e tutte le strutture e i veicoli che sono al di fuori della superficie terrestre bisogna pensare però che l'ESS in realtà è a 350-400 chilometri dalla superficie terrestre questi sono molto più esterni e la possibilità di avere comunicazioni tra la terra e le sonde che sono state mandate per esempio sul Marte che viaggiano appunto nel universo e all'interno della terra stessa quindi questi satelliti riescono a coprire a 360 gradi tutta la superficie terrestre in modo da permetterci di trovare le strade con un Google Map per esempio o misurare la forma, la temperatura, la composizione chimica di parti di penetra solare e osservare anche le zone più remose dell'universo che sono molto distanti. Un'altra conquista è stata quella degli utensili Cordless in questo caso la NASA ha collaborato con la Black and Decker quindi per sviluppare delle file ricaricabili che permettessero di avere degli strumenti maneggevoli e senza fili che potevano intralciare per esempio i moduli o che praticamente non potevano essere portati all'estero durante le operazioni extraveicolali. Quindi oggi questi strumenti fanno parte della nostra vita quotidiana e la stessa tecnologia le troviamo anche da punto di vista biomedico nella sala operatoria per gli strumenti chirurgici ma anche noi biologici per pipettare punto di columi in laboratorio. Il problema del fuoco dell'incendi è sempre stato un punto fisso della NASA fin dai primi esperimenti di esplorazione. Il progetto Fires era quello in cui gli ingegneri studiavano le opportuni attrezzature di abbigliamento in grado di resistere non soltanto alla temperatura bassa ma anche all'eventualità di scopi, di incendi, di lacerazioni. Fu proprio il tragico incidente della Collo 1, 1967 che ha portato allo sviluppo la scoperta del Polibenzo imidazzolo un tessuto resistentissimo alle alte temperature che tutto oggi lo troviamo nelle tute del pompieri in quella dei filoti di Formula 1 da corsa e per tutte quelle professioni che hanno bisogno di una protezione dall'alta temperatura. Sempre relativamente agli incendi ovviamente alla possibilità di rivelarli in tempo evitando false alarmi sono stati sviluppati i rivelatori di fumo che li possiamo trovare in tutto il mondo e anche in tutti i posti di lavoro, in tutte le attività pubbliche ma sono presenti dappertutto, derivano appunto da si basano su quella che è la prima versione sviluppata da Skylab, in Skylab, la prima stazione spaziale americana. Sempre relativamente al incendi e fumo abbiamo appunto la NASA, aveva sviluppato dei visori veramente a infrarosso per poter monitorare gli scarichi incandescenti dei razzi al decollo e per studiare l'atmosfera dei faniti. Ecco questi stessi visori, oggi trovo un'applicazione per esempio nel controllo da parte dei pompieri del viso e del fuoco in la presenza di persone feriti o vivi insomma, persone che sono in ambienti pieni di fumo, quindi dovranno è possibile vederli perfettamente con la poca luminosità. Quindi i visori infrarosso sono anche questi entrati anche nell'uso ludico per esempio per vedere la vita nella notte oppure per il scopo militare. La coperta termica è millera, anche questa è una derivazione della ricerca spaziale. In questo caso si cercavano dei materiali che potessero isolare perfettamente delle strutture e quindi questo millere è un materiale resistentissimo, oggi utilizzato per escursionismo, per gli interventi di pronto soccorso, per coprire persone dopo un'attività fisica e amatona proprio perché serve per isolavare quindi è a prova di umidità di vento, mantiene il corpo asciutto e non permette di bagnarsi in ambienti di pioce e frida e previene anche l'ipotermia in caso di uso in emergenza in pronto soccorso. Sempre per il controllo della temperatura corporea abbiamo lo sviluppo di questi giubbotti absolute zero che sono giubbotti impermeabili che sono i cui isolamento è dato da un aerogel quindi una sostanza solida che però è la più leggera al mondo, è fatta per il 99% di aria e il suo utilizzo primario è la quella di essere utilizzati proprio per proteggere da freddo in questo caso le sonde inviate sul Marte. Ecco questo materiale oggi praticamente serve per isolare è un buon isolante e isola con temperature compresa tra meno 50 e 3000 gradi centi gradi quindi sia verso il freddo che verso il caldo quindi tutta una serie di tessuti, tecnici che impediscono la soddurazione o il raffreddamento quando si è sudato quindi quello che oggi abbiamo veramente a disposizione in nostra casa è tutto questo deriva dalla ricerca spaziale. I filtri per l'acqua anche questa è una scoperta è una invenzione rivoluzionaria perché appunto deriva dalla missione col 11 quando sono arrivati i primi uomini sulla luna e in questo caso bisognava provvedere e fa bisogno di personale degli astronauti ma il posto era limitato il carico d'acqua poteva essere solo minimo e quindi siccome l'acqua è realtà anche oggi nella ESS può essere recuperata quindi nell'acquollo 11 era un prodotto di scarto delle cella combustibile in modo tal che combinando di droghe e ossicino creavano energia e acqua quindi serviva in questo caso per la produzione di energia. In questo caso l'acqua che si generava poteva essere recuperata filtrata con opportuni filtri e resa potabile. Ecco è quello che oggi avviene questo brevetto, praticamente oggi lo ritroviamo nelle carafe filtranti che le troviamo in tutti i supermercati superando quindi anche quel problema e quella veramente immagina angosciante li troviamo spesso sui social che criticano la ricerca spaziale come dispendiosa che non serve a niente quando invece serve trovare acqua nel nostro pianeta. Ecco questo sistema di carafe filtrante o di sistema filtrante può servire anche per quei tipi di popolazione vivono in zona della terra manafelici in cui è possibile recuperare o rendere potabile l'acqua. Sempre relativamente al cibo altre scoperte o altre diciamo raccomandazioni che sono nati da esigenze proprio a la nasa per poter far arrivare cibo a lunga cadenza e in assenza quindi di patogene e di buona qualità è stato quello di l'aleofilizzazione dei cibi. L'aleofilizzazione è un processo che non prevele nessuna aggiunta, nessuna gente chimico quindi cibo fresco viene congelato a bassa temperatura con un sistema di aspirazione sotto vuoto che viene rimossa l'acqua e così diventa appunto si secca quindi basta poi infatti anche oggi è possibile utilizzare cibo così tale quale lo mangiamo molto spesso per sfizio oppure gli stessi astronauti possono costituire il cibo già riaggiungendo semplicemente dell'acqua ecco questa è un metodo che le deriva dagli anni 70 che anche oggi lo troviamo sulle nostre tavole. Regattivamente la conservazione del cibo è importante tutta la procedura dell'HACCP che ha un a che fare con la fabbricazione la preparazione, confezionamento stoccaggio, distribuzione vendita di cibo e deve appunto sottostare a questa serie di norme quindi è un certificato di tutte le strutture imprese, ristoranti, alberghi, bar, tutti i distributori di sostanze alimentari devono sottospare a questa norme di comportamento che sono state stilate dagli anni 60 da parte della NASA per poter far arrivare cibo sicuro dagli astronauti nella missione spaziale che sono state poi recepite da tutti i paesi civili e industrializzati come per esempio in Italia dal 1998 è obbligatorio appunto la presenza di questo piano di autocontrollo interno quindi la qualità del cibo, la sicurezza del cibo non viene testata alla fine ma deve essere controllato ogni singolo passaggio, mantenimento della pena del freddo, opportune pulizie, eccetera eccetera quindi questa procedura deriva anche questa dalla ricerca spaziale riguardo all'abbigliamento tecnico e alla protezione da spazi di temperatura o da terreni non lineari derivano appunto i monboot proprio chiamati così perché sono stati vestivali e le scarpele che sono state utilizzate sulla luna che mantengono quanto sono conseguite in modo tale da avere una suola che molto protetta e che mantiene un metro climaterno e che la cui tecnologia oggi viene utilizzata anche per riscarponi d'ascii riscaldanti i guanti d'ascii riscaldanti anche touch screen e plantari riscaldabili quindi anche questo deriva da una necessità che era assorta all'inizio dell'esplorazione spaziale vendere a anni 60 Altra innovazione che ritroviamo nell'abbigliamento sportivo o nelle scarpe sportive è quello della molla sotto il tallone quindi sotto la suola che doveva servire per assorbire l'energia prodotto da piede con l'impatto su terreno e restituirla in modo da avere un sollevamento ma migliore quindi questo serviva per gli scarponi che appunto sono servite nelle missioni a pollo per camminare sulla luna ma oggi appunto vengono utilizzate nell'abbigliamento sportivo nelle scarpe sportive l'innovazione in campo ottico anche queste derivano molte dalla ricerca spaziale per esempio le lenti antigraphio oggi la maggior parte degli occhiari hanno questa caratteristica appunto l'innovazione deriva proprio dalla scoperta di materiali antigraphio con cui vengono fatti gli elmetti delle ture in modo tale da essere resistente al pulviscolo a piccole materiale che può appunto graffiare quindi gli occhiari da vista con lenti 10 volte più resistenti a graffi non solo resistente a graffi ma anche le lenti fotocromatiche che oggi sono la portata di tutti sono di derivazione da un'invenzione della NASA resa pubblica negli anni 80 quindi il vetro con delle moleculi di cluro d'argento e l'olocenopro d'argento che cambiano quindi la propria luminosità in funzione della luce quindi fuori per esempio dagli SS e quando fanno le attività estravegolari abbiamo una condizione di lenti scure in modo da proteggere l'occhio il riverbero del sole non solo lenti fotocromatiche ma anche altamente protette quindi ci sono dei filtri che sono state sviluppati sempre a metà degli anni 80 per ricoprire gli oblode della navicia del spaziale ma che oggi ritroviamo per esempio a protezione sia dei raggi ultravioleti degli infrarossi e della luce blu per le maschere o gli occhiali solo ma anche per tutte quelle attività che vengono all'esterno oppure in presenza di fiamma pensate appunto alle maschere dei saldatori il cui problema di congiuntiviti o di patologi oculari o di cataratta sono molto frequenti importanti sempre in campo medico una grossa ricaduza che oggi vediamo servizzare molto frequentemente l'emergenza covid è proprio il termometro infrarossi che è stato sviluppato dalla NASA per poter misurare la temperatura delle stelle e che è appunto stato riportato come utilizzazione sulla terra con un sensore in grado di misurare la temperatura corporea del corpo quindi attraverso il timpo non ho addirittura qualsiasi parte del nostro corpo rivelando così la temperatura in pochi secondi senza contatto e quindi senza rischio di infezione altra innovazione questa siamo invece negli anni 90 ha avuto il suo sviluppo ulteriore è quello delle fotocamere digitali altamente sensibili e molto molto piccole delle dimensioni sono le telecamere che troviamo le fotocamere che oggi troviamo comunemente nei nostri cellulari nel 90 fatti di un gruppo di ingegnari ha inventato un microchip che è in grado di trasformare la luce in segnale elettrici quindi in fotocamera digitale facilmente memorizzabile come immagini all'interno o di una scheda telefonica o di un computer c'era bisogno infatti da parte della NASA di avere un sistema molto sensibile perché era necessario rimandare le immagini alla popolazione generale di quello che era negli anni 60 ovviamente il l'allunaggio ma anche avere immagini fantastiche di quelle che sono i corpi celesti gli agglomerati e le massi stellari oppure la superficie dei caneti appunto con le sonde che sono andate su un marte queste fotocamere oggi non lo usiamo solo nel telefonino e nelle telecamere appunto di uso comune e familiare, ma questa tecnologia compatta permette anche di essere utilizzata in campo medico per esempio nella video endoscopia quindi per avere immagini interne del nostro corpo oppure nei video di sicurezza e quindi è un qualcosa di molto vantaggioso altra innovazione importante e impensabile è la memory foam quindi il cosiddetti materassi o cuscini memory quindi il memory foam è una schiuma di poliuretano struttura cellulare aperta creata dalla NASA per attutire i colpi nei veicoli che vengono che ritorno sulla terra anche ancora oggi quando dopo il loro viaggio sulle SS, la permanenza sulle SS arrivano con queste strutture estremamente compatte e frenate da un paracaduse però nonostante la presenza del paracaduse il colpo che subiscono gli astronauti è veramente importante e quindi in questo caso il materiale poliuretano è in grado di assorbire l'impatto di comprimersi e quindi di modificare la propria struttura ma dopo di che può ritornare le dimensioni originari anche se ridotto fino al 10% ecco oggi lo troviamo in utilizzi in abito medico ma comunemente anche nei cuscini e nei materassi altre innovazioni che sono state sviluppate che ovviamente utilizzate oggi medicina sono la risonanza magnetica, l'ATAC quindi i sistemi di imaging degli organi interni basati su contrasto o su caratteristiche chimico-fisiche dei nostri tessuti corpori che appunto servono anche sulle stazioni spaziali che sono state notevolmente hanno seguito un notevole avanzamento grazie proprio da ricerca spaziale grazie anche alla ricerca spaziale per esempio la ottimizzazione dei software per analisi di immagini del telescopio abbola che permette di osservare appunto le stelle nell'universo quindi permette di ripulire le immagini è oggi utilizzato lo stesso software anche per la diagnosi del canco asseno nelle micro calcificazioni osservabili in mammografia quindi in questo caso attraverso una diciamo pulitura e si riesce proprio a evidenziare queste micro calcificazioni che sono un segno appunto importante di malignità recentemente sono state sviluppate anche degli strumenti taskabili per misurare la popolazione sanguigna quindi questo è un qualcosa di innovativo che deriva dalla sviluppo di una startup inglese che praticamente aveva bisogno in realtà di monitorare i liquidi presenti all'interno del freddamento e di altri circuiti anche lo stesso principio è stato utilizzato per controllare la coagulazione del sangue perché ci sono stati dei casi come sempre documentati poi in mesi of course sono di un aumento di trombosi durante il volo spaziale un'ultima innovazione di cui voglio parlare è quella di un materiale di una lega speciale di acciaio che viene utilizzata oggi per coltelli, tagliere e lame che tengono lungo il filo è resistentissima all'ostidazione, alla corrosione più denormale acciaio e che viene utilizzata anche per strumenti chirurgici perché tiene perfettamente la lama l'utilizzazione di questo crone d'ultrenta deriva da praticamente una necessità di avere delle pompe del carburante con perfettamente a filo quindi con questa ultima applicazione ricordandovi di se siete interessati alle più recenti innovazioni di guardare appunto il sito web della NASA nella sezione spin-off quindi con questa immagine della ombra, della ISS in un passaggio davanti alla luna vi ringrazio per l'attenzione arrivederci