Estudio encuentra que las mujeres astronautas son más eficientes que los hombres         

Por Justin Jackson, Phys.org

05 de mayo de 2023.

Energía gastada (A), oxígeno (B) consumido, dióxido de carbono (C) y calor (D) producidos, y agua requerida para la hidratación (E) para mujeres (barras negras) y hombres (barras blancas, ver tripulaciones de diferentes estaturas durante una misión de 1.080 días utilizando ejercicio de contramedidas aeróbicas. La parte izquierda de la figura muestra datos de hombres y mujeres cuando se comparan en estaturas absolutas de 1,50 m y 1,90 m, la parte derecha muestra datos cuando se comparan en el quinto, Percentil 25, 50, 75 y 95 de estatura para mujeres y hombres de los Estados Unidos (EE.UU.) según la Encuesta Nacional de Examen de Salud y Nutrición (NHANES) 2015-2016 del Centro para el Control de Enfermedades (CDC) de EE. UU. Crédito: Scientific Reports (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-31713-6.

A medida que los humanos contemplan la vida en otros planetas, nos enfrentamos inmediatamente a dos opciones. Uno es un viaje a otro sistema solar que tomaría decenas de miles de años (con la tecnología actual), requiriendo alrededor de 2.000 generaciones para vivir su existencia en los estrechos confines de una nave espacial mientras se adhiere a un estricto esquema de control de población. La otra opción es Marte.

Marte tiene varias ventajas, una de las cuales es la proximidad, que elimina la necesidad de empujar a las personas fuera de las esclusas de aire cuando la nave espacial está llena. También permitiría que un equipo de avanzada establezca la infraestructura básica y sea el más eficiente: el equipo debería estar compuesto por mujeres.

Investigadores del Equipo de Medicina Espacial de la Agencia Espacial Europea en Alemania realizaron un estudio publicado en Scientific Reports que encontró que las mujeres astronautas tienen menores necesidades de agua para hidratación, gasto total de energía, consumo de oxígeno (O2), dióxido de carbono (CO2) y cambios metabólicos, producción de calor durante las misiones de exploración espacial en comparación con sus homólogos masculinos.

En el estudio, "Efectos del tamaño corporal y el ejercicio de contramedidas en las estimaciones de los recursos de soporte vital durante las misiones de exploración tripuladas exclusivamente por mujeres", el equipo utilizó un enfoque desarrollado para estimar los efectos del "tamaño" corporal en los requisitos de soporte vital en astronautas masculinos. Para todos los parámetros en todas las estaturas, las estimaciones para las mujeres fueron más bajas que para los astronautas masculinos comparables.

Al considerar el espacio limitado, la energía, el peso y los sistemas de soporte vital incluidos en una nave espacial en una misión larga, el estudio encuentra que la forma femenina es el tipo de cuerpo más eficiente para la exploración espacial.

Según la NASA, el costo de llevar cargas útiles a la Estación Espacial Internacional (ISS) es de $93.400 por kg. El estudio encontró que en una misión de 1.080 días, una tripulación de cuatro miembros compuesta exclusivamente por mujeres requeriría 1.695 kg menos de peso de alimentos. Con un poco de aritmética simple, la misión podría ahorrar más de 158 millones de dólares y liberar 2,3 m³ de espacio (embalaje de alimentos), el equivalente a aproximadamente el 4 % del volumen habitable (60 m³) de un módulo HALO "Gateway" en el proyecto de la NASA, Estación espacial de órbita lunar. Ambos factores serían muy significativos operativamente, pero hay más.

En comparación con un estudio previo de astronautas teóricos masculinos, el efecto del tamaño corporal en el gasto total de energía fue notablemente menor en las mujeres, con diferencias relativas que oscilaron entre un 5 % y un 29 % menos. En comparación con la estatura del percentil 50 para las mujeres de EE. UU. (1,6 m), las reducciones fueron aún más significativas, del 11 % al 41 %. Esto se traduce en un uso reducido de oxígeno, producción de CO2, calor metabólico y uso de agua.

Cuando se exponen a la microgravedad prolongada del espacio, les suceden cosas malas a los cuerpos de los astronautas. Los cambios fisiológicos inducen atrofia muscular, pérdida ósea y capacidad aeróbica y sensoriomotora reducida, lo que puede afectar la salud y la capacidad de los miembros de la tripulación para realizar las tareas de la misión.

El ejercicio en el espacio se denomina "ejercicio de contramedidas", ya que está diseñado para contrarrestar los efectos fisiológicos de la ingravidez. Durante estos ejercicios (dos ejercicios aeróbicos de 30 minutos, seis días a la semana), los astronautas tienen tasas más altas de consumo de O2, producción de CO2, producción de calor metabólico y requieren más agua para rehidratarse.

Si bien el tamaño del cuerpo solo se correlaciona con las métricas de energía (menor estatura, menos energía utilizada), las misiones que requieren ejercicios de contramedidas aumentan esta disparidad ya que los cuerpos más grandes usan más energía, necesitan más oxígeno, producen más CO2 y generan más calor. Además, el estudio encontró que las mujeres tenían un 29% menos de pérdida de agua a través del sudor durante una sola sesión de ejercicio aeróbico de contramedidas y, por lo tanto, requerían menos agua para rehidratarse.

Las diferencias teóricas entre los astronautas femeninos y masculinos se deben a los requisitos más bajos de O2 en reposo y ejercicio de las astronautas femeninas, que son más livianas que los astronautas masculinos en estaturas equivalentes y tienen un VO2 máx relativo más bajo (la velocidad a la que el corazón, los pulmones y los músculos pueden funcionar), utilizando más eficazmente el oxígeno durante el ejercicio.

Aparte del uso de recursos, también hay ventajas en los espacios de trabajo funcionales, especialmente cuando varios astronautas trabajan en la misma área confinada, como sucede a menudo en la ISS. A bordo de la ISS, los astronautas tienen el espacio justo para estar de pie y trabajar hombro con hombro o espalda con espalda cuando sea necesario. Los espacios en la nave NASA Gateway propuesta son más estrechos, lo que crea un entorno menos ergonómico para que varios miembros de la tripulación trabajen juntos. Los espacios más reducidos podrían operar con la misma eficiencia con una tripulación más pequeña.

Los datos del estudio, combinados con el movimiento hacia un espacio de hábitat de menor diámetro para los módulos de misión propuestos actualmente, sugieren que puede haber varias ventajas operativas para las tripulaciones compuestas exclusivamente por mujeres durante futuras misiones de exploración espacial humana, con la mejora más significativa proveniente de mujeres más pequeñas.

Fuente:

https://phys.org/news/2023-05-female-astronauts-efficient-future-space.html