"La Tierra es la cuna de la humanidad, pero no se puede vivir en la cuna para siempre". La famosa cita del ingeniero soviético Konstantín Tsiolkovski, conocido como el padre de la astronáutica, sintetiza el irrefrenable impulso del ser humano por explorar otros mundos. Un deseo que se está haciendo realidad con pequeñas incursiones fuera de nuestro planeta, en la Luna y, sobre todo, en la Estación Espacial Internacional (ISS), pero que se topa con un evidente obstáculo: nuestro cuerpo no está diseñado para vivir fuera de la Tierra ni para flotar en el espacio. De hecho, comenzar a andar erguidos se considera uno de los momentos clave en la evolución humana, resultado de millones de años de adaptación. Una capacidad absolutamente inútil para la vida en ingravidez.
Es más, las largas estancias en el espacio pasan factura a la salud, como comprobarán en los próximos días Sunita Williams y Butch Wilmore, los astronautas de la NASA que quedaron ‘varados’ en la Estación Espacial Internacional (ISS) durante nueve meses tras las averías que sufrió la nave Starliner de Boeing que probaron el pasado junio. Una odisea que terminó en la medianoche del martes, cuando regresaron a la Tierra en otra nave, una Crew Dragon de SpaceX.
Aunque la misión, que inicialmente iba a durar unos 10 días, acabó convertida en una muy mediática crisis espacial que llegó a la esfera política, las largas estancias en el espacio como la que acaban de completar son extremadamente valiosas para las agencias espaciales. Tanto la NASA como la Agencia Espacial Europea (ESA) dedican muchos recursos a aprender a sobrevivir en el espacio y a desarrollar todo tipo de dispositivos y sensores para controlar su salud y mitigar las numerosas alteraciones que sufren en sus organismos.
Porque lejos de desistir en el empeño de vivir en un entorno tan hostil, trabajan para que los seres humanos nos adaptemos a él. Para que lleguemos a ser también Homo cosmicus. El objetivo es mandar humanos a Marte, un reto muchísimo más complejo que las breves misiones a la Luna que se hicieron entre 1969 y 1972 (y que se van a repetir esta década con el programa Artemisa de la NASA), o las estancias en la ISS, la plataforma orbital situada a unos 400 kilómetros de altitud.
Porque aunque los nueve meses -286 días para ser exactos- que han pasado Williams y Wilmore en la ISS pueden parecernos mucho, es habitual que los astronautas estén allí seis meses, y ha habido varios que han estado casi un año seguido, como Christina Koch, Scott Kelly y Mikhail Kornienko (de forma planeada) o de manera imprevista, como Frank Rubio, que tuvo que quedarse 371 días por una fuga en una Soyuz rusa que le obligó a regresar en otra nave, en febrero de 2023.
Si hablamos de récords de permanencia en el espacio, los rusos son los campeones absolutos, tanto en días seguidos en el espacio como acumulados durante sus misiones.
A escala mundial, el récord de mayor tiempo continuado en el espacio lo ostenta Valeri Poliakov (80 años), que estuvo 437 días en la estación MIR entre 1994 y 1995. Y hay un ser humano que ha pasado más de tres años de su vida en gravedad cero: se trata del ruso Oleg Kononenko (60 años), con 1.111 días acumulados en cinco misiones. Un registró que superó en 2024 los 878 días que había sumado su compatriota Gennady Padalka (66 años). Sumando sus tres misiones, Sunita Williams (59 años) ha acumulado 606 días y Buth Wilmore (62 años), 464.
Si el entorno espacial es hostil para los seres humanos se debe principalmente a dos enemigos: la ausencia de gravedad y la radiación (la que viene del Sol y la radiación galáctica). Los astronautas que se quedan en la órbita baja terrestre, como los que están en la ISS, cuentan con la protección parcial que ofrece el campo magnético de la Tierra. Cuanto más se alejan, más riesgo.
Por ello, se estudia por un lado el impacto que causa en los organismos, y paralelamente, se idean tecnologías y fármacos para proteger el cuerpo de los astronautas de los estragos del espacio.
"Los dos principales riesgos asociados a los viajes espaciales son, sin duda, los efectos de la radiación y la microgravedad en los ojos y el cerebro. Aproximadamente el 70% de los astronautas de larga duración experimentan cambios en sus ojos, que también pueden afectar a su visión. Además, pasar meses en el espacio puede provocar alteraciones en el cerebro", resume Claudia Stern, jefa de Medicina Clínica Aeroespacial en el Instituto de Medicina Aeroespacial de Alemania (DLR).
Además de investigar tratamientos para paliar los efectos en la salud del espacio, desde este centro puntero desarrollan todo tipo de sensores para vigilar la salud de astronautas y pacientes, incluidos los recién nacidos. "Estos sensores son ahora increíblemente compactos, pueden llevarse incluso mientras se duerme y emplean inteligencia artificial para un análisis rápido y autosuficiente", señala esta especialista.
Como destaca Pedro Juan Moreno Lozano, médico examinador aéreo de la Agencia Española de Seguridad Aérea y de la la Administración Federal de Aviación de EEUU (FAA), uno de los efectos más conocidos en los astronautas es que "pierden masa ósea y mucha masa muscular, de modo que cuando vuelven a la Tierra no tienen fuerza para mantenerse de pie, pese a que van al espacio con un estado de salud y una forma física óptima para la que siguen un entrenamiento específico", señala este doctor, miembro de la Sociedad Española de Medicina Aeroespacial (SEMAe). "El estado en el que algunos vuelven es comparable con el de un paciente que ha pasado mucho tiempo inmóvil en la UCI", asegura. Y eso pese a que de forma obligatoria realizan dos horas de ejercicio en la ISS atados a máquinas cada día.
En la Tierra, explica, los fluidos tienden a acumularse en la zona más baja, pero en el espacio, "donde por la ausencia de gravedad no hay arriba ni abajo, el cuerpo tiene que asumir el volumen de líquido que en la Tierra está en las extremidades, por eso tiene que hacer un reajuste".
El corazón, que también es un músculo," en el espacio bombea sin gravedad, es decir, sin resistencia, de modo que se debilita y pierde cierta capacidad que luego tiene que recuperar cuando se vuelve a la Tierra", expone Moreno. Aunque la mayor parte de la masa muscular se puede recuperar, asegura que la pérdida de masa mineral ósea no se puede reconstruir. Esto explica por qué los astronautas y los buceadores tienen más probabilidad de sufrir osteoporosis: "Lo que pueden hacer al volver es frenar, con tratamientos y deporte, la pérdida ósea que también se produce estando en la Tierra, para compensar la pérdida tan rápida que han sufrido en el espacio", explica.
Según Claudia Stern, "normalmente, los astronautas se recuperan en un plazo de 45 días tras su regreso a casa, aunque este plazo se ve influido por las oportunidades de entrenamiento en la ISS durante su estancia. El programa de rehabilitación implica dos horas diarias de entrenamiento individualizado. Sin embargo, pueden pasar hasta dos años para que la fuerza y la densidad óseas se recuperen por completo, y en algunos casos nunca se alcanzan los valores anteriores al vuelo".
También es frecuente que tengan dificultades para conciliar el sueño, por lo que muchos tripulantes toman pastillas para dormir. Además de implantar un tipo de iluminación en la ISS que ayuda a regular los ritmos circadianos, los científicos de la NASA han diseñado dispositivos que ayudan a evaluar y mejorar el sueño.
Una de las investigaciones más completas sobre salud espacial fue posible gracias a que en la NASA había dos gemelos astronautas, Scott y Mark Kelly. Ambos protagonizaron entre 2015 y 2016 una investigación que comparó los cambios que se producían en el cuerpo de Scott durante su misión de casi un año en la ISS con el estado de su hermano Matt, que se quedó en tierra, sometiéndose a los mismos análisis y pruebas.
El estudio de los gemelos, en el que participaron más de 80 científicos, aportó muchos datos interesantes para futuras misiones y demostró la resistencia y robustez del cuerpo humano para adaptarse. Y es que aunque se documentaron una serie de cambios fisiológicos y celulares, la mayor parte de ellos fueron temporales.
Así, los científicos vieron que el 91,3% de los niveles de expresión genética de Scott volvieron a la normalidad a los seis meses de volver a la Tierra. Es decir, un pequeño porcentaje de genes relacionados con su sistema inmune y con la reparación del ADN no volvieron al estado previo. También comprobaron que la vacuna contra la gripe administrada en el espacio funcionó exactamente igual que en la Tierra.
Pero la cosa se complicará cuando nos alejemos del escudo protector del campo magnético de la Tierra, y desafortunadamente, todavía hay pocos datos al respecto para investigar: "Sólo hay unos pocos simuladores en el mundo que reproduzcan la radiación espacial, y en lo que respecta a la exposición en el mundo real, sólo 24 seres humanos (en las misiones lunares Apolo) han salido alguna vez del campo magnético de la Tierra, y no más de dos semanas, por lo que hay muy pocos casos que estudiar", explica Keith Siew, el investigador del Departamento de Medicina Renal del University College London que lideró el año pasado un estudio que aportó luz sobre un tema clave. ¿Cómo reaccionará el organismo humano cuando haya que pasar meses en la Luna o resistir un viaje a Marte?
Según el estudio de Siew, las dosis de radiación durante una misión a Marte podrían causar daños permanentes a los riñones de los astronautas, hasta el punto de que podrían necesitar diálisis durante el vuelo de regreso. "Se sabe que corren un riesgo entre siete y 14 veces mayor de desarrollar cálculos renales durante un vuelo espacial que las personas en la Tierra, y el riesgo puede persistir incluso después de regresar. De hecho, se han detectado más de 30 casos de cálculos renales en astronautas de la NASA después de un vuelo y un cosmonauta casi tuvo que iniciar una maniobra de emergencia por un cálculo renal en pleno vuelo".
Este riesgo se había atribuido casi exclusivamente al exceso de calcio en la orina liberado por la grave pérdida de masa ósea y muscular experimentada por la microgravedad: "Sin embargo, por primera vez, nuestra investigación apuntaba a alteraciones estructurales y funcionales en los propios riñones", señala.
Según reveló su experimento, los ratones expuestos a los niveles de radiación cósmica galáctica como los que hay fuera de la protección del campo magnético terrestre empezaron a mostrar signos de daño y disfunción renal tras seis meses de seguimiento: "Nuestra sospecha es que este riesgo recién identificado se limita probablemente a las misiones espaciales profundas a largo plazo y repetidas, en las que estarán expuestos a las dosis más altas de radiación que podrían dar lugar a una enfermedad llamada nefropatía inducida por radiación".
En lo que respecta al riesgo oncológico, Claudia Stern afirma que "los estudios actuales no han encontrado una mayor incidencia de cáncer entre los astronautas en comparación con una población similar", aunque éstos "se hicieron en una época en la que los astronautas pasaban menos tiempo en el espacio".
La investigación del astronauta Scott Kelly y su hermano gemelo, mucho más larga, reveló cambios en el ADN, así como sólidos mecanismos de reparación en el organismo: "Además, nuestro instituto sigue examinando a astronautas europeos tras su jubilación para recabar información sobre su salud a largo plazo, una práctica que la NASA ha adoptado también para sus astronautas".
Por su parte, Keith Siew afirma que "cualquier persona expuesta a niveles elevados de radiación corre un mayor riesgo de sufrir daños en el ADN y, por tanto, de aumentar la probabilidad de desarrollar una mutación cancerígena". Sin embargo, asegura que "la radiación espacial es bastante exótica (compuesta por partículas de alta energía de masas diversas) y diferente de los tipos de radiación que se considera que causan cáncer en la Tierra (basada en fotones: rayos X, luz ultravioleta, etc.), y la radiobiología y el potencial cancerígeno de los distintos tipos de radiación espacial aún están siendo objeto de una investigación rigurosa".
Otra consideración sobre el riesgo de cáncer en astronautas, sin embargo, es el hecho de que "los vuelos espaciales alteran el comportamiento del sistema inmunitario, provocando disfunciones (similares a las del envejecimiento), lo que puede dificultar el desarrollo del cáncer si se producen mutaciones".
Para poder estimar la exposición a radiación a la que se verán expuestos los astronautas en misiones más largas, en el Instituto de Medicina Aeroespacial alemán han enviado dos maniquíes femeninos llamados Helga y Zohar alrededor de la Luna para investigar la exposición a la radiación y su posible protección, según precisa Stern.
Siguen faltando muchos datos por recabar y hay insuficientes astronautas para proporcionarlos, así que además de la información que se toma directamente durante las misiones espaciales, la ESA también estudia los efectos de la ingravidez con voluntarios que están en la Tierra, a los que se les pide estar semanas o meses tumbados para imitar los efectos de la ingravidez, mientras se les somete a todo tipo de pruebas médicas.
Uno de los tres programas que coordina la ESA es el experimento Vivaldi, por el que los participantes reciben una compensación de 5.000 euros. El estudio, realizado desde el Instituto de Medicina y Fisiología Espacial (MEDES), en Toulouse (Francia), dura 21 días más una jornada de seguimiento. Los 10 participantes en cada ensayo permanecen tumbados en contenedores similares a una bañera y cubiertos con un tejido resistente al agua, que les mantiene secos pero simulando una flotación.
Otro programa parecido pero más largo es el que llevan a cabo en el Instituto de Medicina de Aeroespacial de Alemania, pues un grupo de voluntarios está entre 30 y 60 días reposando en cama con inclinación de la cabeza: "Esta investigación examina los efectos sobre los ojos, el cerebro, la cognición, el sueño, los músculos y los huesos", detalla Stern.
A las alteraciones físicas del entorno espacial hay que sumar el impacto psicológico de pasar mucho tiempo fuera de la Tierra y un grupo muy pequeño de personas, por lo que se están realizando en tierra numerososexperimentos de aislamiento en los llamados análogos terrestres. Además de proporcionar una dieta lo más variada posible, o tener pequeños huertos y jardines en las naves, se trabaja en todo de dispositivos, como simuladores de realidad virtual que permitan a los astronautas evadirse y mejorar su estado de ánimo.
Claudia Stern confía en que "la humanidad desarrollará las tecnologías necesarias para un futuro viaje a Marte, aunque todavía tenemos que viajar más rápido, proteger mejor a los astronautas de las radiaciones, desarrollar contramedidas contra los efectos de la microgravedad en el cuerpo humano y establecer sistemas seguros de soporte vital, médico y farmacológico", enumera. No obstante, considera que "viendo los retrasos en las misiones Artemisa a la Luna, "desafortunadamente es poco probable que veamos a la primera persona en Marte antes de que finalice la década de 2030".
DE LA IMPRESIÓN DE ÓRGANOS A TERAPIAS CONTRA EL CÁNCER
Las investigaciones de medicina aeroespacial también tienen aplicaciones en la Tierra: "La microgravedad se utiliza para mejorar la impresión 3D de órganos y comprender mejor el crecimiento de las proteínas cristalinas, sobre todo en el desarrollo de terapias contra el cáncer", dice Claudia Stern, en cuyo centro idean "métodos para la rehabilitación acelerada de pacientes con problemas musculares, especialmente niños con defectos genéticos y movilidad limitada".