In una stanza d'angolo dell'edificio di scienze dell'ingegneria aerospaziale dell'Università di Boulder, Torin Clark sta per fare un giro.
Il professore associato si allaccia quella che sembra un'intimida poltrona da dentista appollaiata su un'impalcatura metallica, che, a sua volta, poggia su una base circolare. L'intero allestimento ricorda un'attrazione di carnevale.
E in un certo senso è così.
"Torin, sei pronto per iniziare?" chiama lo studente laureato Taylor Lonner davanti a un monitor che mostra diverse vedute di Clark. "Vado a 5 giri in due minuti."
Clark alza il pollice e inizia a girare, prima lentamente, poi sempre più velocemente. La sedia gira in tondo per la stanza, creando una forza centrifuga che costringe il suo corpo a tornare sul poggiatesta.
Una volta che la macchina rallenta e Clark torna su un terreno solido, sembra un po' traballante ma per il resto di buon umore.
"In pratica sembra un gravitrone", dice, riferendosi alle giostre rotanti e nauseanti che divennero un punto fermo delle fiere di contea negli anni '80.
Il team del Dipartimento di Scienze di Ingegneria Aerospaziale di Ann e H.J. Smead sta utilizzando questa macchina come una fase di un esperimento che cerca di ricreare un'esperienza che poche persone hanno mai avuto:lo shock di passare da un ambiente di gravità, come lo spazio, a un altro, come la superficie della Terra. In particolare, il gruppo sta affrontando ciò che accade quando gli astronauti tornano a casa, atterrando con le loro astronavi nel mezzo di un oceano agitato.
Il disorientamento e la cinetosi sono stati a lungo una realtà sottovalutata dell’esplorazione spaziale, ha detto Lonner. I sondaggi suggeriscono che la maggior parte degli astronauti e dei cosmonauti si è ammalata durante gli atterraggi in acqua, una condizione relativamente minore che potrebbe diventare pericolosa se i membri dell'equipaggio con la nausea dovessero improvvisamente rispondere a un disastro.
Affrontare questa chinetosi diventerà sempre più importante man mano che sempre più persone viaggeranno nello spazio e vi rimarranno a lungo, ha affermato Lonner. In recenti esperimenti di laboratorio, il team ha scoperto che gli occhiali per la realtà virtuale potrebbero aiutare a mantenere gli astronauti con i piedi per terra quando si tuffano nell’oceano. Questa tecnologia può fornire alle persone immagini rilassanti di un paesaggio da ammirare, simili a quando si guarda l'orizzonte dal ponte di una barca.
Il team ha presentato i suoi risultati questo mese al seminario annuale degli investigatori del programma di ricerca umana della NASA a Galveston, in Texas.
"Stiamo aumentando l'intera bolla dell'esplorazione spaziale", ha detto Lonner. "Ma le persone non vorranno farlo se si sentiranno infelici quando raggiungeranno la microgravità e quando torneranno sulla Terra."
Per l'ingegnere aerospaziale, la questione è personale:non riesce nemmeno ad aprire un libro durante i viaggi in macchina senza sentirsi nauseata. Secondo un'ipotesi, la chinetosi come la sua nasce da una sorta di discrepanza tra corpo e cervello.
"Quando sei in un ambiente in movimento, il tuo corpo percepisce l'ambiente circostante, ma anche il tuo cervello ha un'aspettativa per ciò che dovresti percepire in base alle tue esperienze passate", ha detto Lonner. "Quando queste due cose non sono d'accordo per un lungo periodo di tempo, ti viene la nausea."
Sfortunatamente per gli astronauti, lo spazio è pieno di questo tipo di contraddizioni.
Quando gli esseri umani si liberano per la prima volta dall'atmosfera terrestre, ad esempio, il loro cervello si aspetta che i loro corpi subiscano uno strattone verso il basso da parte della gravità, condizioni che non esistono nello spazio. Di conseguenza, circa dal 60% all’80% dei viaggiatori spaziali ha sperimentato quella che gli scienziati chiamano “mal d’auto spaziale”, che può durare per alcuni giorni o anche di più. (Il cosmonauta russo Gherman Titov detiene il dubbio onore di essere il primo essere umano a vomitare nello spazio quando ha perso il pranzo all'interno della navicella spaziale Vostok 2).
In una ricerca separata, Clark e i suoi colleghi stanno esplorando se gli esploratori spaziali possono ridurre la cinetosi spaziale attraverso semplici esercizi, come un'attenta inclinazione della testa.
Ma sentimenti spiacevoli potrebbero emergere anche quando gli astronauti torneranno sulla Terra. La NASA sta progettando di inviare esseri umani sulla Luna entro questo decennio a bordo delle navicelle spaziali Orion o Dragon. Quando Orion, in particolare, ritornerà sulla Terra, probabilmente cadrà nell’oceano da qualche parte al largo della costa della California. Lì, gli astronauti possono andare su e giù tra le onde anche per un'ora mentre aspettano i soccorsi.
Non è una bella immagine, ha detto Lonner, "Se guardi Orion e Dragon, ci sono solo pochi oblò che in realtà non sono sufficienti per dare agli astronauti una visione fissa della Terra."
Di ritorno alla CU Boulder, in un laboratorio in fondo al corridoio rispetto alla centrifuga umana, Clark entra in una macchina diversa.
Il cubo di metallo dipinto di blu ha le dimensioni di una piccola camera da letto. Precedentemente si trovava al Johnson Space Center della NASA a Houston ed è così grande che il team ha dovuto portarlo nell'edificio smontato e poi rimontarlo sul posto.
Una volta che Clark si è assicurato a una sedia all'interno e ha chiuso la porta, l'enorme dispositivo prende vita e inizia a muoversi, scivolando lungo un binario sul pavimento. Si muove in linea retta da un'estremità all'altra della stanza per diversi minuti.
"Ti senti come se fossi cullato avanti e indietro", dice Clark.
In effetti, sembra di essere cullati avanti e indietro dalle onde:i ricercatori hanno programmato il movimento della slitta basandosi sui dati provenienti da boe reali nell'Oceano Pacifico.
In un recente esperimento, il team ha adottato un approccio in due fasi per simulare la cinetosi derivante dagli atterraggi in acqua:in primo luogo, il gruppo ha fatto girare 30 soggetti umani per un'ora nella centrifuga. Questa rotazione imita il disorientamento che sperimentano gli astronauti quando passano improvvisamente dalla microgravità all'intensità della gravità terrestre.
Successivamente, i ricercatori hanno fatto dondolare i soggetti sulla slitta per circa un’ora. Se sembra una ricetta per la nausea, ha detto Lonner, lo è.
Ma, ha aggiunto, il team ha anche dato a ciascuno dei soggetti un paio di occhiali per la realtà virtuale da indossare. La metà dei soggetti ha visto l'immagine di un punto bianco fisso su uno sfondo nero. Ma gli altri soggetti hanno ricevuto un’immagine molto più ricca:una foresta digitale completa di alcuni personaggi animati in scala. Anche quelle foreste si spostavano insieme alla slitta. Quando scivolava o si inclinava, facevano lo stesso anche gli alberi e le persone.
"È come una finestra virtuale", ha detto Lonner.
Ha anche funzionato. Lonner ha spiegato che se i soggetti manifestavano sintomi moderati di chinetosi per più di due minuti, uscivano dall'esperimento. Solo un terzo delle persone che indossavano occhiali che mostravano solo il punto bianco sono rimasti per l'intera ora sulla slitta. Al contrario, quasi l'80% dei soggetti che osservavano la foresta è sopravvissuto alla dura prova.
I ricercatori stanno lavorando per sviluppare i loro risultati, esplorando, ad esempio, se l’aggiunta di ulteriori informazioni alla scena forestale possa aiutare a ridurre ulteriormente la nausea. Ma sono ottimisti sul fatto che la realtà virtuale possa dare un po' di sollievo agli astronauti che tornano sulla Terra.
Lonner vede il progetto come un modo per aprire l'esplorazione dello spazio a più persone, comprese persone come lei che soffrono di nausea sugli aerei. Ha anche utilizzato alcune delle lezioni apprese dalle sue ricerche nella sua vita.
"Mi sono reso conto che è peggio quando la finestra è chiusa e non riesco a vedere le nuvole che passano", ha detto Lonner. "Adesso aprirò sempre la finestra per guardare le nuvole."
Fornito dall'Università del Colorado a Boulder
