L'exercice n'est pas réservé aux athlètes terrestres - les astronautes doivent rester en forme pendant qu'ils sont dans l'espace. Voir plus de photos d'astronautes. Getty Images/Getty Images Tous les astronautes de la NASA sont confrontés à l'apesanteur dans l'espace. L'effet à long terme du temps passé dans un environnement sans gravité est qu'il affaiblit le corps. Les vols spatiaux entraînent une atrophie des muscles et une diminution de la densité des os. Pour éviter cela, ou du moins limiter les dégâts, La NASA a des entraîneurs sportifs et des techniciens en réadaptation physique dans son personnel pour mettre les astronautes en forme pour les vols spatiaux. Les entraîneurs enseignent également aux astronautes comment garder leur corps dans une forme idéale pendant le vol, puis travailler avec eux pour restaurer leur condition physique une fois qu'ils sont revenus sur Terre.
Les formateurs ont développé divers programmes d'exercices et de musculation pour chaque étape de la mission. Ils se concentrent principalement sur les articulations multiples, exercices de mise en charge et du bas du corps pour traiter les parties du corps qui sont généralement les plus affaiblies par le manque de gravité. L'atrophie musculaire et la perte de densité osseuse sont plus susceptibles de se produire dans le bas du corps, qui est moins utilisé que les bras et le torse dans l'espace en raison de l'apesanteur. Des activités comme se tenir debout et marcher donnent à nos muscles et à nos os un entraînement constant sur Terre; mais dans l'espace, ils ne s'habituent presque pas du tout.
Recherche et développement de la NASA sur les programmes de formation et les machines pour préparer, maintenir et réadapter les astronautes a contribué de manière substantielle à l'ensemble général des connaissances sur la physiologie (sciences de l'exercice). Il a également abouti à des produits disponibles dans le commerce, Équipement d'exercice et de physiothérapie inspiré de la NASA.
Des études menées par la NASA sur les effets des voyages spatiaux sur le corps - études qui ont commencé au début du programme spatial, avant même que quiconque n'ait encore quitté la Terre - a démontré qu'une exposition prolongée à l'environnement de faible gravité de l'espace entraînait une diminution de la quantité de calcium dans les os, cellules sanguines déformées et une couche supplémentaire de graisse autour du cœur (liée à la diminution du niveau d'activité physique). Les médecins de la NASA ont effectué des examens post-vol des astronautes, qui ont tous subi une perte de densité osseuse et musculaire. L'agence a décidé qu'elle devrait développer des programmes d'exercices et des équipements spécifiques aux besoins particuliers des astronautes.
Avant le lancement de la station spatiale Skylab de la NASA en 1973, l'agence a embauché l'ingénieur Boeing Gary Graham pour concevoir une machine d'exercice cardiovasculaire qui maintiendrait le cœur en forme et optimiserait la circulation sanguine. Les astronautes devraient également pouvoir l'utiliser dans l'espace. Graham et son équipe de la NASA ont finalement produit une machine d'exercice pour les astronautes appelée CMC Shuttle 2000.
Pour utiliser la navette CMC, les astronautes sont allongés sur le dos sur un chariot qui glisse sur un rail. Prochain, ils poussent leurs pieds d'une plaque de protection, puis se tirent tout en se tenant à des cordons élastiques réglables qui offrent une résistance. A chaque répétition, la machine déplace le diaphragme de l'utilisateur et exerce la cavité thoracique, attirer le sang vers le cœur et aider à maintenir à la fois la santé cardiaque et la circulation sanguine globale.
Les astronautes ont utilisé la navette CMC lors de la mission Skylab de 84 jours de 1973 à 1974. Sur la base d'observations des cœurs, les muscles et la circulation sanguine des astronautes qui l'ont utilisé en vol, d'autres améliorations ont été apportées à la conception. Une société appelée Contemporary Design a autorisé la technologie de Graham et de la NASA en 1991 et a produit un équipement disponible dans le commerce appelé Shuttle 2000-1. Principalement trouvé dans les environnements de diagnostic et de réadaptation, c'est l'une des rares machines à être utilisée par les patients alités. Non seulement il maintient le cœur de ces patients en bonne santé et leur sang circule correctement, le Shuttle 2000-1 empêche les os et les muscles rarement utilisés de s'atrophier.
Les sportifs de haut niveau utilisent également le Shuttle 2000-1. Les exercices effectués sur la machine - appelés pliométrie - fournissent des exercices puissants, vite, contractions musculaires. Ces exercices traitent les muscles comme chargés, ressorts hélicoïdaux, fournissant d'énormes rafales de vitesse et de puissance lorsqu'il est relâché. Donc, s'il s'agit d'un besoin de rééducation, entretien ou amener le corps au prochain niveau physique, une machine développée par la NASA pour les astronautes le rend possible.
A la fin des années 1980, Le chercheur de la NASA, Robert Whalen, a été chargé de trouver des moyens d'aider les astronautes à maintenir leur force avec de nouveaux en vol, exercices dans l'espace. Pour qu'un corps dans l'espace maintienne sa condition physique normale, l'exercice nécessite des poids pour simuler les effets de la gravité sur Terre. Whalen a proposé d'utiliser la pression atmosphérique différentielle dans les exercices de vol spatial. Peser les astronautes avec de l'air pendant qu'ils s'exercent imiterait la gravité, empêchant ainsi la dégradation osseuse et musculaire.
Jusque-là, l'exercice à mi-vol pour les astronautes était à la fois difficile et imparfait. L'équipement standard de la NASA était un tapis roulant anti-gravité. Pour rester en place, les astronautes ont été attelés à la machine. Non seulement c'était inconfortable, mais il étouffait le mouvement des muscles qu'il était censé aider. Whalen a modifié le concept du tapis roulant en appliquant des forces de pression d'air élevées spécifiquement calibrées pour correspondre à l'effet que la gravité aurait sur cet astronaute.
Le G-Trainer de Whalen ressemble à un tapis roulant encastré dans un château gonflable. L'utilisateur grimpe dans un trou étanche au-dessus de la bande de roulement. Une fois là, l'astronaute court ou marche, et la machine calibre les sections gonflables, appliquer une pression d'air au poids de l'astronaute, soulever le corps au besoin pour repousser le bas du corps et fournir manuellement le même service que la gravité fait naturellement.
En 2005, La NASA et Whalen ont concédé le brevet du G-Trainer à une société appelée Alter-G, Inc, qui a adapté la machine à la fois à un usage médical et à l'entraînement sportif. Son tapis roulant anti-gravité AlterG offre un soutien aux patients en réadaptation physique dont la force du bas du corps est diminuée. Mais il y a une grande différence entre celui-ci et le modèle de la NASA, car, techniquement, le tapis roulant fait sur Terre le contraire de ce qu'il fait dans l'espace. Dans l'espace, l'air ajoute du poids et offre une résistance saine. Sur Terre, il décharge le poids. Aujourd'hui, le G-Trainer est largement utilisé dans les centres de rééducation, hôpitaux militaires et dans les centres d'entraînement des équipes sportives professionnelles et collégiales.
La NASA partage activement ses connaissances avec la communauté des entraîneurs sportifs, offrant même un stage d'entraînement athlétique. Ouvert aux étudiants poursuivant une carrière dans l'entraînement sportif, le stage apporte de précieux, expérience du monde réel. La médecine physique et la rééducation des muscles et des os sont couvertes, de même que les évaluations physiques réelles des patients (y compris les astronautes). Les stagiaires ont également la possibilité d'aider à concevoir des programmes de réadaptation et de formation.
