Астронавты сталкиваются с уникальными проблемами со здоровьем в ходе космических полетов. В то время как радиационное облучение, потеря костной плотности и изменения зрения часто обсуждаются, менее известной проблемой является укачивание. Это неприятное заболевание может возникать как на орбите, так и во время критических приводнений, что угрожает безопасности экипажа и его операциям.
Большинство людей испытывают укачивание в какой-то момент — от поездок на машине до аттракционов в парке развлечений. Оно возникает, когда мозгу поступают противоречивые сигналы из наших сенсорных систем. Наше вестибулярное аппарата, которое воспринимает движение и равновесие, не совпадает с тем, что видят наши глаза, или с тем, как наше тело ожидает двигаться на основе предыдущего опыта. Это несоответствие вызывает тошноту и спутанность сознания.
Поэтому понятно, почему чтение книги во время поездки на машине может вызвать у вас тошноту, а вот рассматривание вида из окна помогает. Мозг получает согласованный сигнал — видит, как мир размывается так, как должно быть при движении.
Космический полет: совершенно новый уровень сенсорного конфликта
Космос добавляет ещё один слой сложности в это уравнение. На орбите астронавты испытывают микрогравитацию — по существу, нулевую гравитацию. Их вестибулярный аппарат лишается обычных гравитационных сигналов от Земли, что создаёт фундаментальный конфликт с глубоко укоренившимися ожиданиями мозга.
Это приводит к космическому укачиванию, которое может коснуться до половины всех астронавтов во время их первоначального пребывания в космосе. Симптомы варьируются от тошноты и головокружения до рвоты и усталости — всё это при выполнении сложных задач на борту хрупкого космического аппарата.
Возвращение на Землю: новый тип укачивания
Но проблемы не заканчиваются, когда астронавт возвращается на Землю. Так как капсулы часто приводняются в волнах, астронавты сталкиваются с очередным раундом сенсорного хаоса, приспосабливаясь к гравитации. Это известно как тошнота от адаптации к земной среде после пребывания в космосе. Представьте себе, что вы пытаетесь сосредоточиться на экстренных процедурах, борясь с тошнотой от неровных волн и возвращающегося ощущения веса.
За пределами лекарств: виртуальное решение?
В настоящее время большинство космических агентств полагаются на противотошнотные препараты для борьбы с укачиванием во время космического полета. Однако у этих лекарств есть недостатки, такие как сонливость и потенциальная потеря эффективности со временем.
Исследователи ищут альтернативы, и одним из многообещающих направлений является виртуальная реальность (VR). Исследования команды аэрокосмических инженеров показывают, что манипуляция зрительным вводом с помощью VR-гарнитур может значительно снизить укачивание у астронавтов во время приводнений.
Вид из виртуального окна
В этих экспериментах участников подвергали движениям, имитирующим переход между гравитационными средами и волнами на открытом море. Одна группа носила обычные VR-гарнитуры, не отображающие никаких визуальных сигналов движения — то же самое, что сидеть в машине без просмотра вида из окна. Другая группа наблюдала виртуальное «боковое окно», которое имитировало движение мира мимо них естественным образом, когда они качались на симулированных волнах. Третья группа получила более совершенный вид «переднего окна»: он включал как текущее, так и предсказанное будущее движение, подобно взгляду вперёд в поездке.
Результаты были убедительными. Группа с отсутствием визуальных подсказок страдала от наибольшей тошноты и имела значительно более высокий процент отказов из-за болезни. Те, у кого был вид «бокового окна», показали умеренное улучшение, но те, кто видел «переднее окно», справлялись лучше всего — примерно 90% доходили до конца симулированного движения волнами без необходимости преждевременно прекращать эксперимент.
Безопасное приводнение: преимущества, выходящие за рамки космических полётов
Эти данные свидетельствуют о том, что, отслеживая движение капсулы и отображая его на VR-гарнитурах, надеваемых астронавтами во время приводнений, космические агентства могут снизить дебилитирующее укачивание почти наполовину. В экстренных случаях эти гарнитуры можно быстро снять.
Это исследование не только приносит пользу астронавтам, но и имеет потенциальные приложения для всех людей, склонных к укачиванию — например, пассажиров дальних авиарейсов, поездов или кораблей, где смотреть в окно не всегда возможно.
Поиск фармацевтически свободного решения этой распространённой, но разрушительной проблемы кажется, что нашёл многообещающих союзников в технологиях и виртуальных средах.
