Dans une pièce d'angle du bâtiment des sciences de l'ingénierie aérospatiale de l'université de Boulder, Torin Clark s'apprête à partir faire un tour.
Le professeur agrégé s'attache à ce qui ressemble à un fauteuil de dentiste intimidant perché sur un échafaudage métallique, qui, lui, repose sur une base circulaire. L'ensemble ressemble à une attraction de carnaval.
Ce qui, d'une certaine manière, l'est.
"Torin, es-tu prêt à commencer ?" » appelle Taylor Lonner, étudiant diplômé, devant un moniteur affichant plusieurs vues de Clark. "Je vais passer à 17 tours sur deux minutes."
Clark lève le pouce et commence à tourner, d'abord lentement, puis de plus en plus vite. La chaise tourne en rond dans la pièce, créant une force centrifuge qui force son corps à reculer contre l'appui-tête.
Une fois que la machine ralentit et que Clark est de retour sur la terre ferme, il semble un peu bancal mais par ailleurs de bonne humeur.
"Cela ressemble essentiellement à un gravitron", dit-il, faisant référence aux manèges tournants et nauséabonds qui sont devenus un incontournable des foires de comté dans les années 1980.
L'équipe du département des sciences de l'ingénierie aérospatiale d'Ann et H.J. Smead utilise cette machine comme une étape d'une expérience visant à recréer une expérience que peu de gens ont jamais vécue :le choc de passer d'un environnement gravitationnel, comme l'espace, à un autre, comme la surface de la Terre. Le groupe s'attaque en particulier à ce qui se passe lorsque les astronautes rentrent chez eux et atterrissent dans leur vaisseau spatial au milieu d'un océan agité.
La désorientation et le mal des transports ont longtemps été une réalité sous-estimée de l’exploration spatiale, a déclaré Lonner. Des enquêtes suggèrent qu'une majorité d'astronautes et de cosmonautes sont tombés malades lors d'amerrissages - une condition relativement mineure qui pourrait devenir dangereuse si les membres d'équipage nauséeux devaient soudainement intervenir en cas de catastrophe.
Lutter contre ce mal des transports deviendra de plus en plus important à mesure que de plus en plus de personnes voyagent dans l'espace et y restent longtemps, a déclaré Lonner. Lors d’expériences récentes en laboratoire, l’équipe a découvert que des lunettes de réalité virtuelle pourraient aider les astronautes à rester au sol lorsqu’ils s’écrasent dans l’océan. Cette technologie peut fournir aux gens des images apaisantes d'un paysage à contempler, comme si elles observaient l'horizon depuis le pont d'un bateau.
L'équipe a présenté ses résultats ce mois-ci lors de l'atelier annuel des enquêteurs du programme de recherche humaine de la NASA à Galveston, au Texas.
"Nous augmentons toute cette bulle d'exploration spatiale", a déclaré Lonner. "Mais les gens ne voudront pas faire ça s'ils veulent juste être malheureux lorsqu'ils arriveront en microgravité et à leur retour sur Terre."
Pour l'ingénieur en aérospatiale, la question est personnelle :elle ne peut même pas ouvrir un livre pendant un trajet en voiture sans avoir la nausée. Selon une hypothèse, le mal des transports comme le sien résulterait d'une sorte d'inadéquation entre le corps et le cerveau.
"Lorsque vous êtes dans un environnement en mouvement, votre corps détecte votre environnement, mais votre cerveau attend également ce que vous devriez ressentir en fonction de vos expériences passées", a déclaré Lonner. "Lorsque ces deux choses ne sont pas d'accord pendant une période prolongée, vous avez le mal des transports."
Malheureusement pour les astronautes, l'espace regorge de ce genre de contradictions.
Par exemple, lorsque les humains se libèrent pour la première fois de l’atmosphère terrestre, leur cerveau s’attend à ce que leur corps subisse une traction vers le bas due à la gravité – des conditions qui n’existent pas dans l’espace. En conséquence, environ 60 à 80 % des voyageurs spatiaux ont souffert de ce que les scientifiques appellent le « mal des transports spatial », qui peut durer quelques jours, voire plus. (Le cosmonaute russe Gherman Titov a l'honneur douteux d'être le premier humain à vomir dans l'espace lorsqu'il a perdu son déjeuner à l'intérieur du vaisseau spatial Vostok 2).
Dans le cadre de recherches distinctes, Clark et ses collègues étudient si les explorateurs de l'espace peuvent réduire le mal des transports spatial grâce à des exercices simples, tels que des inclinaisons prudentes de la tête.
Mais des sentiments dégoûtants peuvent également surgir lorsque les astronautes reviennent sur Terre. La NASA prévoit d'envoyer des humains sur la Lune cette décennie à bord des vaisseaux spatiaux Orion ou Dragon. Lorsqu’Orion, en particulier, reviendra sur Terre, il tombera probablement dans l’océan quelque part au large des côtes de Californie. Là, les astronautes peuvent monter et descendre dans les vagues pendant jusqu'à une heure en attendant les secours.
Ce n'est pas une belle image, a déclaré Lonner, "Si vous regardez Orion et Dragon, il n'y a que quelques hublots qui ne sont vraiment pas suffisants pour donner aux astronautes une vue fixe de la Terre."
De retour à l'université de Boulder, dans un laboratoire au bout du couloir de la centrifugeuse humaine, Clark entre dans une autre machine.
Le cube en métal peint en bleu a à peu près la taille d’une petite chambre. Il résidait auparavant au Johnson Space Center de la NASA à Houston et est si grand que l'équipe a dû l'introduire dans le bâtiment en morceaux, puis le remonter sur place.
Une fois que Clark s'est attaché à une chaise à l'intérieur et a fermé la porte, l'énorme appareil prend vie et commence à bouger, glissant le long d'une piste au sol. Il se déplace en ligne droite d'un bout à l'autre de la pièce pendant plusieurs minutes.
"Vous avez l'impression d'être secoué d'avant en arrière", dit Clark.
En fait, on a l'impression d'être bercé par les vagues :les chercheurs ont programmé le mouvement du traîneau en s'appuyant sur les données de vraies bouées dans l'océan Pacifique.
Dans une expérience récente, l'équipe a adopté une approche en deux étapes pour simuler le mal des transports provoqué par les atterrissages sur l'eau :tout d'abord, le groupe a fait tourner 30 sujets humains pendant une heure dans la centrifugeuse. Cette rotation imite la désorientation ressentie par les astronautes lorsqu'ils passent soudainement de la microgravité à la dureté de la gravité terrestre.
Ensuite, les chercheurs ont secoué les sujets dans le traîneau pendant une heure maximum. Si cela ressemble à une recette pour la nausée, a déclaré Lonner, c'en était une.
Mais, a-t-elle ajouté, l’équipe a également donné à chacun des sujets une paire de lunettes de réalité virtuelle à porter. La moitié des sujets ont vu l’image d’un point blanc fixe sur un fond noir. Mais les autres sujets ont reçu une image beaucoup plus riche :une forêt numérique complétée par quelques humains dessinés à l’échelle. Ces forêts se déplaçaient également en tandem avec le traîneau. Lorsqu'il glissait ou s'inclinait, les arbres et les gens aussi.
"C'est comme une fenêtre virtuelle", a déclaré Lonner.
Cela a également fait l'affaire. Lonner a expliqué que si les sujets présentaient des symptômes modérés de mal des transports pendant plus de deux minutes, ils quittaient l'expérience. Seul un tiers des personnes portant des lunettes ne montrant que le point blanc sont restés toute une heure dans le traîneau. En revanche, près de 80 % des sujets observant la forêt ont survécu à l'épreuve.
Les chercheurs travaillent à développer leurs résultats, en explorant, par exemple, si l'ajout de davantage d'informations sur la scène forestière peut contribuer à réduire encore davantage les nausées. Mais ils sont optimistes que la réalité virtuelle pourrait apporter un peu de soulagement aux astronautes qui reviennent sur Terre.
Lonner voit le projet comme un moyen d'ouvrir l'exploration spatiale à davantage de personnes, y compris à des personnes comme elle qui ont la nausée en avion. Elle a même utilisé certaines des leçons de ses recherches dans sa propre vie.
"J'ai réalisé que c'était pire quand la fenêtre était fermée et que je ne pouvais pas voir les nuages passer", a déclaré Lonner. "Maintenant, j'ouvrirai toujours la fenêtre pour regarder les nuages."
Fourni par l'Université du Colorado à Boulder
