Terwijl NASA zich voorbereidt om de komende jaren terug te keren naar de maan en mogelijk zelfs bases te vestigen, het heeft een beter begrip nodig van hoe het menselijk lichaam presteert in zo'n onherbergzame habitat.

Daartoe, twee astronauten, twee onderzoekers (waaronder ikzelf) en twee technici namen deel aan een programma genaamd NASA Extreme Environment Mission Operation (NEEMO) waarin we afgelopen juni 62 voet onder het oceaanoppervlak afdaalden, om negen dagen door te brengen in een kleine capsule die het leven nabootst in de krappe ruimtes van een maanbasis.

Ik ben een neurowetenschapper, en het onderzoek van ons team tijdens deze missie was gericht op het beoordelen hoe mensen reageren op de hoge stress, extreme omgeving met een zware werkdruk. Bij elkaar genomen, deze experimenten zouden een basis moeten vormen voor hoe het menselijk lichaam functioneert in extreme omgevingen. Deze gegevens moeten NASA helpen manieren te vinden waarop astronauten en aquanauten de fysieke en mentale prestaties kunnen verbeteren, terwijl de hersenen worden beschermd, in beide geslachten tijdens toekomstige onderzeese en diepe ruimteverkenningsmissies.

Laboratorium onder de zee

Dus hoe heb ik, een neurowetenschapper die gespecialiseerd is in mantaroggenhersenen en gedrags- en duikfysiologie, bemanningslid worden voor NASA's NEEMO 23-missie? In 2017 coördineerde ik onderzoeksprojecten en was ik ondersteuningsduiker voor een NEEMO-project. Terwijl NASA zich voorbereidde op de volgende missie, het moest een niet-astronaut bemanningslid vinden met een sterke duikachtergrond, operationele ervaring uit veldwerk en relevante academische achtergrond. Het bleek dat ik een goede match was. Een paar maanden na NEEMO 22, tot mijn verbazing, NASA nodigde me uit om lid te worden van de NEEMO 23-crew.

De NEEMO-missie vindt plaats op de Aquarius Reef Base, gelegen 62 voet onder het oppervlak van de Atlantische Oceaan in het Florida Keys National Marine Sanctuary. Het is 's werelds enige onderzeese onderzoeksstation dat de omstandigheden van ruimtemissies nabootst, inclusief de mogelijkheid om gewichtloosheid te ervaren. NASA stuurt sinds 2001 teams van "aquanauten" op de NEEMO-onderzeese expedities naar Aquarius Reef Base, om astronauten te trainen, test ruimtetoestellen en bestudeer de fysieke en psychologische tol van leven en werken in extreme omgevingen.

Tijdens NEEMO 23, mijn bemanningsleden waren Samantha Cristoforetti, die het record heeft voor de langste ononderbroken ruimtevlucht van een Europese astronaut; Jessica Watkins, NASA-astronaut kandidaat; en Shirley Pomponi, een zeebioloog. Twee mannelijke habitattechnici, Mark Hulsbeck en Tom Horn, maakten ook deel uit van de expeditie.

Mijn doel tijdens onze missie was om psychologische veranderingen bij bemanningsleden in deze stressvolle omgeving te begrijpen. Negen dagen lang waren we met ons zessen geïsoleerd van de rest van de wereld, in een besloten ruimte, omdat we tijdgevoelige beslissingen namen die ernstige gevolgen hadden.

Ons team kampte voortdurend met technische problemen en een grote werkdruk. We ondervonden ook fysieke uitputting die onze prestaties zou kunnen hebben beïnvloed. Net als ruimtemissies, er was geen mogelijkheid om naar de oppervlakte terug te keren, en onze fouten of apparatuurstoringen hadden fataal kunnen zijn.

Onderwaterwetenschap

Ik bestudeerde hoe stress, teamdynamiek en werkdruk beïnvloedden de prestaties. Ik heb ook onderzocht hoe kracht, behendigheid en zintuiglijke functies veranderen tijdens het leven en werken in Waterman. Voor mijn onderzoek verzamelden we gegevens over onze cognitieve prestaties:reactietijd, korte termijn geheugen, besluitvorming en risicotolerantie - in de leefomgeving en tijdens activiteiten buiten het voertuig. Het doel van de extravehicular activiteiten is om ruimtewandelingen tot vijf uur per dag te simuleren.

's Nachts, Ik heb ook een op afstand bediend voertuig gebruikt als onderdeel van mijn National Geographic Open Explorer-project om de zeebodem te volgen om de paaigebeurtenissen van sponzen te vinden (wanneer sponzen sperma en eieren vrijgeven zodat mijn bemanningslid in situ bevruchting kon proberen), verzamel planktonmonsters en detecteer biofluorescerende mariene organismen die licht uitstralen rond de habitat.

Ons team richtte zich ook op slaapkwaliteit, veranderingen in ontstekingsmarkers in het bloed, hartslag, de microben in ons lichaam - ook bekend als het microbioom - en lichaamssamenstelling. Aan het eind van de dag vielen we snel in slaap. We merkten niet eens dat we onder water waren.

We hebben ook voor het eerst onder water een draagbare scanning-elektronenmicroscoop getest, het volgen van augmented reality-apparaten, het simuleren van een maanlanding en het testen van een ruimteoefenmachine en een maanevacuatiesysteem om bewusteloze astronauten te vervoeren.

Voor mij, het meest uitdagende aspect van deze missie was trappen nemen met de zware uitrusting het water in:de zware (32 pond) helm legde veel druk op onze nek- en rugspieren naast de 50-60 pond duikuitrusting plus 20 pond van extra gewicht om de omstandigheden te simuleren die op de maan zouden worden ervaren.

Moeilijke momenten

Het moeilijkste en meest memorabele moment van deze missie vond plaats toen, nadat op het laatste moment een aantal defecte apparatuur was gerepareerd, Ik kon de experimenten afmaken tijdens mijn extravehicular activiteiten-shift, krankzinnig monsters verzamelen en tests uitvoeren die het team nodig had. Later hoorde ik dat mijn productiviteit me veel gejuich en gejuich op het land opleverde bij de missiecontrole, waar ik echt blij van werd.

Tijdens onze missie moesten we ons snel aanpassen aan nieuwe situaties. En we waren constant in de probleemoplossende modus, problemen alleen aanpakken, met de hulp van teamgenoten of met de oppervlakteondersteuning.

Waarschijnlijk het gevaarlijkste deel van de missie waren de afgelopen 17 uur. We moesten een strikt decompressieprotocol doorlopen om de stikstof te verwijderen die zich in ons lichaam had opgehoopt terwijl we lucht onder hoge druk inademden. Ze verminderden langzaam de druk in het leefgebied, waardoor het risico bestond dat water het leefgebied binnendrong; en we ademden een uur lang pure zuurstof, waardoor de kans op het krijgen van aanvallen door zuurstofvergiftiging van het centrale zenuwstelsel toenam. Gelukkig, we zijn allemaal veilig teruggekeerd.

Nu liggen er de komende maanden veel gegevens te wachten om geanalyseerd te worden. Ik hoop dat de inspanningen van ons team de veiligheid en efficiëntie van toekomstige ruimte- en onderwatermissies zullen verbeteren.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.