Più di 500 persone hanno viaggiato nello spazio fino ad oggi e, mentre sappiamo un po' di come la vita senza gravità influisca sulla nostra salute fisica, non sappiamo quasi nulla di come influenza le nostre menti.

Così, io e i miei colleghi ci siamo lanciati, rig di attrezzature e i nostri partecipanti in "volo a gravità zero" per eseguire esperimenti. È una vita elettrizzante e talvolta estremamente nauseante, ma sta aprendo nuove finestre su come pensiamo e percepiamo in modo diverso nello spazio. Questo è senza dubbio importante se vogliamo colonizzare lo spazio.

L'assenza di gravità è una componente chiave dell'esperienza di volo spaziale. Fin dalle prime missioni spaziali, però, è stato chiaro che l'assenza di gravità causa una serie di problemi di salute, in particolare il degrado della massa muscolare, causando disorientamento e visione offuscata.

Ciò non dovrebbe sorprendere poiché tutti gli organismi viventi si sono evoluti sotto il costante "1 g" di forza gravitazionale. Ma dobbiamo anche scoprire come l'assenza di peso influenza la nostra percezione e il nostro comportamento. Senza andare alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS), il modo migliore per farlo è su un volo a gravità zero. Durante questi voli, un aeromobile Airbus A310 riadattato segue la traiettoria di una parabola. Ciò significa che alterna salite e discese, con un angolo di inclinazione di 45°.

Ogni parabola inizia con una fase di accelerazione "pull-up" in cui il carico gravitazionale è il doppio della gravità terrestre (ipergravità, 2g). Questo dura circa 20 secondi. I piloti hanno quindi lasciato cadere l'aereo in "caduta libera". Per i prossimi 20 secondi, tutto e tutti a bordo dell'aeromobile sono esposti all'assenza di gravità (microgravità, 0g). Una volta che l'imbarcazione raggiunge un particolare angolo di inclinazione, i piloti eseguono un'accelerazione "pull-out", in cui la gravità è di nuovo doppia. Questo si ripete fino a 30 volte e l'intero volo dura circa tre ore.

Corsa accidentata

Fare scienza su queste manovre di volo parabolico sulle montagne russe è molto impegnativo. Ci sono forti vincoli di orario. Qualunque cosa l'esperimento richieda, deve essere eseguito in circa 20 secondi.

Poiché diversi esperimenti devono andare avanti insieme, anche lo spazio è stretto. Così, dimenticare il comfort di un laboratorio. Anziché, visualizza un habitat assegnato di 1,5 x 1,5 metri, in cui la tua attrezzatura, sperimentatori e partecipanti devono tutti adattarsi. Non puoi rischiare errori quindi ogni passaggio sperimentale, anche ogni movimento, deve essere perfettamente pianificato. Questi movimenti devono inoltre essere perfettamente sincronizzati con le cadute e le alzate dell'aereo. come una danza, coreografiamo e proviamo nei giorni prima del decollo.

Per me, la vera sfida di fare scienza su un volo parabolico è affrontare la cinetosi. Non è un caso che i voli parabolici si siano guadagnati il ​​soprannome di "Vomit Comet".

Sulla terra, abbiamo un sistema nel nostro orecchio interno che ci dice la direzione e la quantità di attrazione gravitazionale, rispetto alla posizione delle nostre teste (il sistema vestibolare). nell'assenza di peso, l'attrazione di 1g che abbiamo sperimentato per tutta la vita scompare. Il sistema vestibolare non può più funzionare come dovrebbe, spesso portando alla cinetosi spaziale (che imita una grave cinetosi d'auto), nausea e vomito.

La scienza

Perché intraprendere un'avventura del genere? Questa è l'ultima frontiera per capire come il cervello può adattarsi a nuovi ambienti e richieste in condizioni di microgravità. A livello pratico, comprendere la risposta del cervello all'assenza di gravità è necessario per garantire il successo e la sicurezza delle future missioni spaziali con equipaggio.

Abbiamo anche studiato l'effetto della gravità sulla percezione del nostro peso corporeo. Finora la ricerca ha esaminato in gran parte come la società e la cultura influenzino la percezione del peso corporeo. E sappiamo che la soddisfazione del corpo, l'immagine corporea e il rischio di disturbi alimentari giocano un ruolo.

Però, il vero peso del nostro corpo, come qualsiasi altro oggetto sulla Terra, dipende dall'attrazione della gravità. A causa di ciò, abbiamo previsto il modo in cui noi percepire anche il nostro peso corporeo dipenderebbe dalla forza di gravità. Abbiamo chiesto ai partecipanti di stimare il peso della loro mano e della loro testa sia nella normale gravità terrestre che durante l'esposizione a microgravità e ipergravità in una campagna di volo parabolico dell'Agenzia spaziale europea presso il Centro aerospaziale tedesco (DLR Cologne).

Abbiamo mostrato che le alterazioni della gravità producevano rapidi cambiamenti nel peso percepito:c'era un aumento del peso percepito durante l'ipergravità, e una diminuzione durante la microgravità.

Anche se questo potrebbe sembrare ovvio, il nostro peso effettivo cambia di conseguenza, è importante, perché le percezioni del nostro peso corporeo, la forma e la posizione sono fondamentali per il successo del movimento e delle interazioni con l'ambiente circostante. Il fatto che stiamo ricercando cose così basilari dimostra solo quanto poco ne sappiamo in realtà. Immaginare, Per esempio, che sei un astronauta che aziona le leve per controllare un braccio spaziale robotico. Fraintendere il peso del tuo braccio potrebbe farti tirare troppo forte, facendo oscillare il braccio nel lato della tua navicella spaziale.

In definitiva, miriamo a capire come il cervello umano costruisce una rappresentazione della gravità e la usa nella cognizione per guidare il comportamento. Abbiamo già dimostrato che la gravità può influenzare il modo in cui prendiamo le decisioni, con una sua mancanza che ci rende potenzialmente più avversi al rischio. Questo tipo di ricerca non è mai stato più tempestivo e offre vantaggi per migliorare le prestazioni umane nella prossima esplorazione dello spazio.

Potremmo aver sottovalutato gli effetti della gravità sulla nostra cognizione finora perché la gravità è così stabile sulla Terra. È probabilmente il segnale sensoriale più persistente nel cervello. I predict the next couple of decades will reveal a lot about how gravity has been affecting the way we think, feel and act—without us even noticing.

Intanto, I am enjoying the ride—weightlessness is the best experience I have ever had. The pilots announce "3, 2, 1, INJECT, " and there you are floating. There are no bodily constraints, just effortless movements and unpredicted movements of your limbs that lead to euphoria, excitement and enhanced awareness of your body. It is very hard to sum up experience—I can only say it's a feeling of awe and freedom.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.