Em uma academia a 400 quilômetros acima da Terra, astronautas suam pela ciência

Quando você pensa em como é viver no espaço, você pode imaginar as vistas deslumbrantes da Terra ou a maravilha existencial de estar entre as estrelas. O que você pode não considerar são alguns aspectos práticos, como malhar. Todos nós sabemos que devemos ir à academia regularmente, mas é mais fácil falar do que fazer quando você mora em uma estação espacial.

E o exercício é importante – ainda mais para os astronautas do que para o resto de nós. Isso porque, sem dúvida, o maior desafio para a saúde humana no espaço é algo que falta: a gravidade. A Estação Espacial Internacional (ISS) tem o que é chamado de ambiente de microgravidade (porque não é tecnicamente gravidade zero, embora na prática esteja suficientemente próximo). Sem a força da gravidade agindo sobre seus corpos, os astronautas podem flutuar e girar no ar, mas isso significa que seus músculos não estão funcionando para mantê-los em pé, como normalmente fariam na Terra.

Com o tempo, esta falta de gravidade pode ter efeitos graves para a saúde. A massa muscular e óssea cai por falta de uso, o que pode ser desastroso quando os astronautas retornarem à Terra e tiverem que lidar mais uma vez com condições normais de gravidade. A microgravidade também pode ter outros efeitos, inclusive no sistema cardiovascular.

Portanto, é de vital importância que os astronautas façam exercícios regularmente para combater os efeitos da microgravidade. Você deve ter ouvido falar que os astronautas passam mais de duas horas por dia fazendo exercícios, e é por isso – eles precisam realizar todo o trabalho muscular que a maioria de nós realiza ao longo do dia apenas por estar em pé, além de manter a forma e saudável para trabalhos exigentes como caminhadas espaciais.

Indo para a academia na Estação Espacial

Existem três equipamentos principais de exercício na ISS atualmente em uso: uma esteira, uma bicicleta ergométrica e uma máquina de resistência. De certa forma, os exercícios que os astronautas fazem não são tão diferentes dos que você encontraria em qualquer academia da Terra – eles correm, andam de bicicleta, levantam pesos.

Mas existem alguns desafios técnicos que entram em jogo quando você precisa levantar pesos quando não há gravidade.

Uma máquina chamada ARED, ou Advanced Resistive Exercise Device, possui uma barra fixa que pode ser movida de várias maneiras, um pouco como uma Smith Machine ou um rack de agachamento. Mas em vez de usar pesos para a resistência, utiliza cilindros de vácuo. Os astronautas devem trabalhar contra a força desse vácuo para mover a barra, e podem variar a quantidade de resistência para simular o uso de pesos mais pesados.

Embora a esteira e a bicicleta ergométrica funcionem da mesma forma que funcionariam na Terra, também há um desafio com elas: como impedir que os astronautas flutuem quando correm ou pressionam os pedais. Para evitar isso, eles usam arneses para mantê-los presos ao equipamento, embora o equipamento também precise ser cuidadosamente projetado para evitar que os astronautas produzam vibrações durante o exercício que possam danificar a Estação Espacial.

Reservando tempo para exercícios

Bruce Nieschwitz, especialista do grupo de Força, Condicionamento e Reabilitação de Astronautas do Centro Espacial Johnson da NASA, diz que o exercício não é importante apenas para a saúde física dos astronautas.

“Os benefícios do exercício não são apenas no treinamento ósseo, muscular ou mesmo cardiovascular. É realmente um benefício para todo o corpo e para todos os sistemas”, disse Nieschwitz à Digital Trends. “Sabemos apenas por estudos locais que o exercício melhora o humor, além de ajudar no sono e em problemas como esse. Não é apenas a força e o tamanho muscular que nos preocupam. Definitivamente, queremos encorajar os membros da tripulação a se sentirem como pessoas 100% normais, mesmo em um ambiente muito estranho e não natural.”

Como qualquer pessoa que já frequenta a academia há algum tempo sabe, mesmo o melhor equipamento do mundo não ajudará se você não tiver um bom programa. Os programas de exercícios para os astronautas da NASA são especialmente concebidos para se concentrarem na forma mais eficiente de superar os défices que irão experimentar durante a sua estadia no espaço e de evitar lesões. Isso é particularmente importante quando os astronautas voltarem para casa, na Terra, para que possam se ajustar melhor à vida com a gravidade.

“O exercício é a contramedida para o mundo da microgravidade em que vivem”, explicou Nieschwitz. “Estamos tentando evitar os déficits que serão causados ​​pelo ambiente de microgravidade. Então queremos estimular o músculo, estimular o osso, mantê-lo o mais saudável possível. Portanto, a saúde é realmente o foco principal da prescrição de exercícios.”

Programação para o espaço

A equipe elabora um programa de exercícios cardiovasculares e de resistência que a maioria dos astronautas faz seis dias por semana. Você ouvirá frequentemente que os astronautas passam duas horas e meia por dia se exercitando, mas isso não está certo: eles têm muito tempo alocado para se exercitar, mas isso inclui preparar-se, preparar-se e guardar tudo.

Normalmente, cada astronauta fará cerca de uma hora de exercícios usando a máquina ARED e, em seguida, mais 30 a 40 minutos de cardio. Ainda falta muito tempo para resolver, mas Nieschwitz diz que não é problema motivar os astronautas.

“A maioria dos tripulantes protege muito o tempo de exercício que realizam em órbita”, disse Nieschwitz.

Mesmo aqueles que não são ávidos ratos de academia ainda conhecem os benefícios do treino, tanto para o corpo quanto para a mente. “Ouvi diferentes pessoas descreverem que quando se sentem mais normais é quando estão fazendo exercícios”, disse Nieschwitz, acrescentando que é ainda mais normal do que quando estão dormindo ou comendo. “Eles podem fugir de outras partes de suas vidas na estação espacial que estão relacionadas ao trabalho.”

A equipe programa muitos exercícios compostos de múltiplas articulações, como agachamentos e prensas, porque são uma maneira eficiente de trabalhar vários músculos grandes ao mesmo tempo. Eles também usam uma variedade de faixas de repetições, desde trabalho focado na força com poucas repetições até trabalho focado na resistência com repetições mais altas. O cardio também pode variar, com sessões mais curtas de maior intensidade ou sessões mais longas de menor intensidade.

Os astronautas também consideram os efeitos de trabalhos fisicamente desafiadores, como caminhadas espaciais, com alguns membros da tripulação optando por tirar dias antes ou depois das caminhadas espaciais fora dos exercícios para dar uma pausa aos seus corpos, e alguns optando por fazer trabalho extra para melhorar a força de preensão, o que pode ajudá-los execute operações delicadas com luvas pesadas.

Os astronautas têm liberdade para escolher quais exercícios querem fazer, mas geralmente seguem o programa. “Eles são capazes de mudar completamente as coisas independentemente de nós, mas na maioria das vezes seguem exatamente o que queremos porque confiam em nossa equipe e já fazemos isso há muito tempo e tivemos muito sucesso com isso”, disse Nieschwitz.

O futuro do exercício no espaço

As máquinas de exercício na ISS já foram bastante otimizadas a esta altura, e as melhorias tendem a ser incrementais – como uma recente atualização de uma bicicleta de 350 watts para uma de 500 watts.

Em termos de melhorias adicionais na saúde dos astronautas no futuro, os investigadores estão à procura de projetos que possam apoiar a saúde de outras formas, como através da recuperação. Um novo projecto da Agência Espacial Europeia (ESA), por exemplo, irá analisar a utilização de estimulação eléctrica muscular em astronautas na estação espacial.

A estimulação elétrica neuromuscular (NMES) é usada principalmente na Terra para ajudar os pacientes a se recuperarem após eventos como um acidente vascular cerebral, e foi testada em alguns jogadores profissionais de esportes como um auxílio à recuperação. Não substitui o exercício, mas pode ser útil para ajudar a aliviar a dor após a realização do exercício.

Quando se trata de aplicar a NMES no espaço, “[o] princípio é exatamente o mesmo”, comparado ao terreno, disse a PI do projeto de pesquisa, Alessandra Bosutti, da Universidade de Trieste, na Itália. “Mas a diferença está na forma como aplicamos os protocolos aos astronautas, porque os astronautas estão flutuando.”

O projeto de Bosutti usa um pequeno dispositivo que os astronautas fixam em seus corpos após o exercício para ver se isso ajuda na recuperação. Nos próximos cinco a seis anos, eles coletarão dados dos astronautas antes, durante e depois de seu tempo no espaço e os compararão com dados de astronautas que não usam o dispositivo.

“A ideia é que este sistema possa ajudar a acelerar a recuperação quando os astronautas regressarem à Terra após a missão”, explicou Bosutti.

Eles estão particularmente interessados ​​nos últimos períodos de tempo que os astronautas passam na estação, quando já estão lá há algum tempo e provavelmente perderam alguns músculos. Os investigadores querem testar se intervenções como a NMES podem ajudar os astronautas a manter a força e a massa muscular, o que é particularmente importante para missões de longo prazo.

Olhando para o longo prazo

Olhando para missões mais longas, como missões teóricas tripuladas a Marte, os astronautas ficarão longe da Terra por mais tempo do que nunca. E terão um espaço muito limitado para se exercitar, com apenas uma pequena quantidade de peso que pode ser transportada com eles.

“Precisamos de equipamentos mais pequenos, mais leves, mais fáceis de utilizar e mais eficientes”, disse Inês Antunes, líder de apoio à investigação humana na Telespazio para a Agência Espacial Europeia (ESA). “Algo como a estimulação muscular é passivo e caberia em uma missão pequena e confinada.”

A ESA está a estudar intervenções tão variadas como fazer com que os participantes se exercitem em máquinas de gravidade artificial semelhantes a centrífugas ou usar gravações de áudio semelhantes a meditação para ajudar os astronautas a relaxar, tudo na esperança de reduzir os efeitos punitivos dos voos espaciais no corpo humano.

E além do corpo humano, os pesquisadores buscam otimizar os ambientes em que os astronautas irão atuar, tudo em nome da saúde. “Até mesmo coisas simples como ajudar os astronautas a sentirem fome, para que não percam energia”, disse Antunes. “Coisas como ter a comida mais crocante ou ter um ambiente para comer mais agradável vão ajudá-los a comer melhor.”

Grande parte desta pesquisa abrange não apenas exercícios, mas também nutrição, suplementos e intervenções passivas, como estimulação muscular – e ver como essas diferentes intervenções interagem entre si.

“Nunca poderemos estudar um sistema corporal individualmente”, disse Antunes, uma vez que qualquer investigação abrangente tem de considerar o corpo como um todo, incluindo tudo, desde os sistemas cardiovasculares à nutrição e à saúde mental. “Tudo isso funciona junto. Se alguém não estiver bem mentalmente, isso afetará seu sistema imunológico. E se o sistema imunológico deles não estiver bem, isso afetará os músculos.”