Plus de 500 personnes ont voyagé dans l'espace à ce jour et, alors que nous savons un peu comment la vie sans gravité affecte notre santé physique, nous ne savons presque rien sur la façon dont cela affecte nos esprits.

Donc, mes collègues et moi nous sommes lancés, plates-formes d'équipement et nos participants en "vol en apesanteur" pour effectuer des expériences. C'est une vie passionnante et parfois extrêmement nauséabonde, mais cela ouvre de nouvelles fenêtres sur la façon dont nous pensons et percevons différemment dans l'espace. C'est sans doute important si nous voulons coloniser l'espace extra-atmosphérique.

L'apesanteur est un élément clé de l'expérience de vol spatial. Depuis les premières missions spatiales, cependant, il est clair que l'apesanteur provoque une variété de problèmes de santé, en particulier la dégradation de la masse musculaire, provoquant une désorientation et une vision floue.

Cela ne devrait pas être surprenant car tous les organismes vivants ont évolué sous la constante "1g" de force gravitationnelle. Mais nous devons aussi découvrir comment l'apesanteur influence notre perception et notre comportement. Sans aller à la Station spatiale internationale (ISS), la meilleure façon de le faire est d'effectuer un vol en apesanteur. Au cours de ces vols, un Airbus A310 réaménagé suit la trajectoire d'une parabole. Cela signifie qu'il alterne entre les montées et les descentes, à un angle d'inclinaison de 45°.

Chaque parabole commence par une phase d'accélération "pull-up" dans laquelle la charge gravitationnelle est le double de la gravité terrestre (hypergravité, 2g). Cela dure environ 20 secondes. Les pilotes ont ensuite laissé l'avion tomber en « chute libre ». Pendant les 20 secondes suivantes, tout et tout le monde à bord de l'avion est exposé à l'apesanteur (microgravité, 0g). Une fois que l'engin atteint un angle d'inclinaison particulier, les pilotes effectuent une accélération « pull-out », dans laquelle la gravité est à nouveau double. Ceci est répété jusqu'à 30 fois et le vol entier dure environ trois heures.

Cahoteuse

Faire de la science sur ces manœuvres de vol parabolique de montagnes russes est très difficile. Il y a de fortes contraintes de temps. Quelle que soit l'expérience requise, il doit être exécuté en 20 secondes environ.

Parce que plusieurs expériences doivent monter ensemble, l'espace est également restreint. Donc, oublier le confort d'un laboratoire. Au lieu, visualisez un habitat alloué de 1,5 x 1,5 mètres - dans lequel votre équipement, les expérimentateurs et les participants doivent tous s'adapter. Vous ne pouvez pas risquer d'erreurs, donc chaque étape expérimentale, même chaque mouvement, doit être parfaitement planifié. Ces mouvements doivent également être parfaitement synchronisés avec les descentes et les remontées de l'avion. Comme une danse, nous chorégraphions et répétons dans les jours qui précèdent le décollage.

Tome, le vrai défi de faire de la science sur un vol parabolique est de lutter contre le mal des transports. Ce n'est pas par hasard que les vols paraboliques ont valu le surnom de « Vomit Comet ».

Sur Terre, nous avons un système dans notre oreille interne qui nous indique la direction et la quantité d'attraction gravitationnelle, par rapport à la position de nos têtes (le système vestibulaire). En apesanteur, le pull 1g que nous avons connu toute notre vie disparaît. Le système vestibulaire ne peut plus fonctionner comme il le devrait, conduisant souvent au mal des transports de l'espace (qui imite un grave mal des transports), nausée et vomissements.

La science

Pourquoi se lancer dans une telle aventure ? C'est la frontière ultime pour comprendre comment le cerveau peut s'adapter à de nouveaux environnements et exigences en microgravité. Sur le plan pratique, comprendre la réponse du cerveau à l'apesanteur est nécessaire pour assurer le succès et la sécurité des futures missions spatiales habitées.

Nous avons également étudié l'effet de la gravité sur la perception de notre propre poids corporel. Jusqu'à présent, les recherches ont largement examiné comment la société et la culture affectent la perception du poids corporel. Et nous savons que la satisfaction du corps, l'image corporelle et le risque de troubles de l'alimentation jouent un rôle.

Cependant, le vrai poids de notre corps, comme tout autre objet sur Terre, dépend de l'attraction de la gravité. À cause de ce, nous avons prédit la façon dont nous apercevoir notre propre poids corporel dépendrait également de l'attraction de la gravité. Nous avons demandé aux participants d'estimer le poids de leur main et de leur tête à la fois en gravité terrestre normale et lors d'une exposition à la microgravité et à l'hypergravité lors d'une campagne de vol parabolique de l'Agence spatiale européenne au Centre aérospatial allemand (DLR Cologne).

Nous avons montré que les altérations de la gravité produisaient des changements rapides du poids perçu :il y avait une augmentation du poids perçu pendant l'hypergravité, et une diminution pendant la microgravité.

Bien que cela puisse sembler évident - notre poids réel change en conséquence - il est important, parce que les perceptions de notre poids corporel, la forme et la position sont essentielles à la réussite des mouvements et des interactions avec notre environnement. Le fait que nous recherchions des choses aussi fondamentales montre à quel point nous en savons peu à ce sujet. Imaginer, par exemple, que vous êtes un astronaute actionnant des leviers pour contrôler un bras spatial robotique. Une méconnaissance du poids de votre propre bras pourrait vous amener à tirer trop fort, en balançant le bras sur le côté de votre vaisseau spatial.

Finalement, nous visons à comprendre comment le cerveau humain construit une représentation de la gravité et l'utilise dans la cognition pour guider le comportement. Nous avons déjà montré que la gravité peut influencer la façon dont nous prenons des décisions, son absence nous rend potentiellement plus averses au risque. Ce type de recherche n'a jamais été aussi opportun et présente des avantages pour l'amélioration des performances humaines dans l'exploration spatiale à venir.

Nous avons peut-être sous-estimé les effets de la gravité sur notre cognition jusqu'à présent parce que la gravité est si stable sur Terre. C'est sans doute le signal sensoriel le plus persistant dans le cerveau. 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.

En attendant, 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.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.