Mentre la NASA si prepara a tornare sulla Luna nei prossimi due anni e forse anche a stabilire basi, ha bisogno di una migliore comprensione di come si comporta il corpo umano in un habitat così inospitale.

A quello scopo, due astronauti, due ricercatori (me compreso) e due tecnici hanno partecipato a un programma chiamato NASA Extreme Environment Mission Operation (NEEMO) in cui siamo scesi 62 piedi sotto la superficie dell'oceano lo scorso giugno, trascorrere nove giorni vivendo in una minuscola capsula che imita come potrebbe essere la vita negli spazi ristretti di una base lunare.

Sono un neuroscienziato, e la ricerca del nostro team durante questa missione si è concentrata sulla valutazione di come gli esseri umani reagiscono allo stress elevato, ambiente estremo pur avendo un carico di lavoro pesante. Presi insieme, questi esperimenti dovrebbero stabilire una linea di base per come funziona il corpo umano in ambienti estremi. Questi dati dovrebbero aiutare la NASA a trovare modi in cui astronauti e acquanauti possono migliorare le prestazioni fisiche e mentali, proteggendo il cervello, in entrambi i sessi durante le future missioni di esplorazione sottomarina e dello spazio profondo.

Laboratorio sotto il mare

Allora come ho fatto, un neuroscienziato specializzato in cervelli e comportamento delle mante e fisiologia subacquea, diventare un membro dell'equipaggio per la missione NEEMO 23 della NASA? Nel 2017 ho coordinato progetti di ricerca ed ero subacqueo di supporto per un progetto NEEMO. Mentre la NASA si preparava per la prossima missione, aveva bisogno di trovare un membro dell'equipaggio non astronauta con un forte background subacqueo, esperienza operativa dal lavoro sul campo e relativo background accademico. Si è scoperto che ero una buona misura. Un paio di mesi dopo NEEMO 22, con mia sorpresa, La NASA mi ha invitato a unirmi all'equipaggio del NEEMO 23.

La missione NEEMO si svolge presso l'Aquarius Reef Base, situato a 62 piedi sotto la superficie dell'Oceano Atlantico nel Florida Keys National Marine Sanctuary. È l'unica stazione di ricerca sottomarina al mondo che replica le condizioni delle missioni spaziali, compresa l'opportunità di sperimentare l'assenza di gravità. La NASA ha inviato squadre di "acquanauti" nelle spedizioni sottomarine del NEEMO alla base dell'Aquarius Reef dal 2001, per addestrare gli astronauti, testare dispositivi spaziali e studiare il costo fisico e psicologico di vivere e lavorare in ambienti estremi.

Durante NEEMO 23, i miei compagni di equipaggio erano Samantha Cristoforetti, chi detiene il record per il volo spaziale ininterrotto più lungo di un astronauta europeo; Jessica Watkins, Candidato astronauta della NASA; e Shirley Pomponi, un biologo marino. Due tecnici dell'habitat maschile, Mark Hulsbeck e Tom Horn, facevano anche parte della spedizione.

Il mio obiettivo durante la nostra missione era comprendere i cambiamenti psicologici nei membri dell'equipaggio in questo ambiente ad alto stress. Per nove giorni noi sei siamo stati isolati dal resto del mondo, in uno spazio ristretto, poiché abbiamo preso decisioni urgenti che hanno avuto gravi conseguenze.

Il nostro team è costantemente alle prese con difficoltà tecniche e un grande carico di lavoro. Abbiamo anche sperimentato un esaurimento fisico che potrebbe aver influenzato le nostre prestazioni. Proprio come le missioni spaziali, non c'era possibilità di tornare in superficie, e i nostri errori o guasti alle apparecchiature avrebbero potuto essere fatali.

Scienza subacquea

Ho studiato come lo stress, le dinamiche del team e il carico di lavoro hanno influito sulle prestazioni. Ho anche esplorato come la forza, la destrezza e le funzioni sensoriali cambiano mentre si vive e si lavora in Acquario. Per la mia ricerca abbiamo raccolto dati sulle nostre prestazioni cognitive:tempo di reazione, memoria a breve termine, processo decisionale e tolleranza al rischio, all'interno dell'habitat e durante le attività extraveicolari. Lo scopo delle attività extraveicolari è simulare passeggiate spaziali fino a cinque ore al giorno.

Di notte, Ho anche usato un veicolo telecomandato come parte del mio progetto National Geographic Open Explorer per monitorare il fondale marino per trovare eventi di deposizione delle spugne (quando le spugne rilasciano sperma e uova in modo che il mio compagno di equipaggio possa tentare la fecondazione in situ), raccogliere campioni di plancton e rilevare organismi marini biofluorescenti che emettono luce intorno all'habitat.

Il nostro team si è concentrato anche sulla qualità del sonno, cambiamenti nei marcatori di infiammazione nel sangue, frequenza cardiaca, i microbi all'interno del nostro corpo, noto anche come microbioma, e la composizione corporea. Alla fine della giornata ci siamo subito addormentati. Non ci siamo nemmeno accorti di essere sott'acqua.

Abbiamo anche testato per la prima volta sott'acqua un microscopio elettronico a scansione portatile, monitoraggio dei dispositivi di realtà aumentata, simulando un atterraggio lunare e testando una macchina per esercizi spaziali e un sistema di evacuazione lunare per trasportare astronauti incoscienti.

Per me, l'aspetto più impegnativo di questa missione è stato salire le scale con l'attrezzatura pesante che entra in acqua:il casco pesante (32 libbre) ha messo molta pressione sui muscoli del collo e della schiena oltre alle 50-60 libbre di attrezzatura da immersione più 20 libbre di peso extra per simulare le condizioni che si verificherebbero sulla Luna.

Momenti difficili

Il momento più difficile e memorabile di questa missione si è verificato quando, dopo che alcune apparecchiature malfunzionanti sono state riparate all'ultimo minuto, Sono stato in grado di terminare gli esperimenti durante il mio turno di attività extraveicolare, raccogliendo pazzamente campioni ed eseguendo i test di cui il team aveva bisogno. In seguito ho sentito che la mia produttività mi ha fatto guadagnare un sacco di applausi e salti a terra al controllo missione, che mi ha reso davvero felice.

Durante la nostra missione abbiamo dovuto adattarci rapidamente alle nuove situazioni. Ed eravamo costantemente in modalità di risoluzione dei problemi, affrontare i problemi da solo, con l'aiuto dei compagni di squadra o con il supporto di superficie.

Probabilmente la parte più pericolosa della missione sono state le ultime 17 ore. Abbiamo dovuto seguire un rigoroso protocollo di decompressione per rimuovere l'azoto che si accumulava nel nostro corpo mentre respiravamo aria ad alta pressione. Ridussero lentamente la pressione all'interno dell'habitat, che creava il rischio che l'acqua entrasse nell'habitat; e abbiamo respirato ossigeno puro per un'ora, che ha aumentato la possibilità di convulsioni da tossicità dell'ossigeno del sistema nervoso centrale. Fortunatamente, siamo tornati tutti sani e salvi.

Ora ci sono molti dati in attesa di essere analizzati nei prossimi mesi. Spero che lo sforzo del nostro team migliorerà la sicurezza e l'efficienza delle future missioni spaziali e subacquee.

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