太空旅行会带来晕动病这些工程师希望提供帮助

导读在科罗拉多大学博尔德分校航空航天工程科学大楼的一个角落房间里，托林·克拉克正准备去兜风。这位副教授把自己绑在一把看起来令人生畏的牙...

在科罗拉多大学博尔德分校航空航天工程科学大楼的一个角落房间里，托林·克拉克正准备去兜风。

这位副教授把自己绑在一把看起来令人生畏的牙医椅上，该椅坐落在金属脚手架上，而金属脚手架又放在一个圆形底座上。整个布置就像一个嘉年华景点。

从某种程度上来说，确实如此。

“托林，你准备好开始了吗?”显示器前显示着克拉克的多个视图，研究生泰勒·朗纳(TaylorLonner)大声喊道。“我将在两分钟内达到5rpm。”

克拉克竖起大拇指，开始旋转——一开始很慢，然后越来越快。椅子在房间里绕圈旋转，产生离心力，迫使他的身体回到头枕上。

一旦机器减速并且克拉克回到坚实的地面上，他看起来有点摇摇欲坠，但其他方面的精神都很好。

“它基本上感觉就像一个引力子，”他说，指的是20世纪80年代乡村集市上常见的旋转、令人恶心的游乐设施。

Ann和HJSmead航空航天工程科学系的团队正在使用这台机器作为实验的一步，旨在重现一种很少有人经历过的体验：从一个重力环境(如太空)到另一个重力环境的冲击，就像地球表面一样。特别是，该小组正在解决宇航员返回家园时发生的情况，他们的飞船降落在波涛汹涌的海洋中央。

朗纳说，迷失方向和晕动病长期以来一直是太空探索中一个未被充分认识的现实。调查显示，大多数宇航员在水上着陆期间生病了——这是一种相对较轻的情况，如果恶心的机组人员突然不得不应对灾难，这种情况可能会变得危险。

朗纳说，随着越来越多的人进入太空并在那里停留很长时间，解决这种晕动病将变得越来越重要。在最近的实验室实验中，研究小组发现虚拟现实护目镜可能有助于宇航员在落入海洋时保持接地。这项技术可以为人们提供令人平静的风景图像，类似于从船甲板上观看地平线。

该团队本月在德克萨斯州加尔维斯顿举行的美国宇航局年度人类研究计划调查员研讨会上公布了其研究结果。

“我们正在扩大太空探索的整个泡沫，”朗纳说。“但如果人们在进入微重力和返回地球时会感到痛苦，他们就不会愿意这样做。”

漂流在海上

对于航空航天工程师来说，这个问题是个人的问题——她在乘车时打开一本书都会感到恶心。根据一种假设，像她这样的晕动病是由身体和大脑之间的某种不匹配引起的。

朗纳说：“当你处于移动的环境中时，你的身体会感知周围的环境，但你的大脑也会根据你过去的经历对你应该感知的东西抱有期望。”“当这两件事长时间不一致时，你就会晕车。”

对于宇航员来说不幸的是，太空充满了这样的矛盾。

例如，当人类第一次脱离地球大气层时，他们的大脑预计他们的身体会受到重力的向下牵引——这种情况在太空中不存在。因此，大约60%到80%的太空旅行者都经历过科学家所说的“太空晕动病”，这种病可能会持续几天甚至更长时间。(俄罗斯宇航员盖尔曼·蒂托夫因在东方2号宇宙飞船内丢失午餐而成为第一个在太空中呕吐的人，这一荣誉令人怀疑)。

在另一项研究中，克拉克和他的同事正在探索太空探索者是否可以通过简单的练习(例如小心倾斜头部)来减少太空晕动病。

但当宇航员返回地球时，也可能会出现恶心的感觉。美国宇航局计划在十年内利用猎户座或龙飞船将人类送上月球。尤其是当猎户座返回地球时，它很可能会坠入加利福尼亚州海岸附近的海洋中。在那里，宇航员在等待救援时可能会在海浪中上下浮动长达一个小时。

朗纳说，这不是一幅漂亮的图画，“如果你看看猎户座和龙号，就会发现只有几个舷窗，确实不足以让宇航员看到地球的固定视野。”

漫步在森林里

回到科罗拉多大学博尔德分校，在人体离心机大厅下方的实验室里，克拉克走进了另一台机器。

漆成蓝色的金属立方体大约有一间小卧室那么大。它之前位于休斯敦的美国宇航局约翰逊航天中心，由于体积太大，团队不得不将其分成几部分运入大楼，然后在现场将其重新组装起来。

一旦克拉克将自己固定在里面的椅子上并关上门，这个巨大的装置就会隆隆作响并开始移动，沿着地板上的轨道滑动。它从房间的一端直线移动到另一端，持续几分钟。

“你感觉自己前后摇晃，”克拉克说。

事实上，感觉就像被波浪来回摇晃一样——研究人员利用太平洋真实浮标的数据来编程雪橇的运动。

在最近的一项实验中，研究小组采用了两阶段方法来模拟水上着陆引起的晕动病：首先，研究小组让30名受试者在离心机中旋转一小时。这种旋转模仿了宇航员突然从微重力过渡到严酷的地球重力时所经历的迷失方向的感觉。

接下来，研究人员将受试者放在雪橇上摇晃长达一个小时。朗纳说，如果这听起来像是令人恶心的原因，那么确实如此。

但是，她补充说，该团队还为每个受试者提供了一副虚拟现实护目镜。一半的受试者看到了黑色背景上固定白点的图像。但其他受试者获得了更丰富的画面——一个数字森林，其中有一些卡通人物的比例。那些森林也随着雪橇一起移动。当它滑动或倾斜时，树木和人也会滑动或倾斜。