クラーケンのコックピットの図。この装置は、中に拘束されている人々の方向感覚を失わせるように構成できる装置です。 左右の平行なトラックにより、コックピットは独立して回転しながら前後に傾くことができます。 クレジット: アメリカ海軍
A monster of a machine is now allowing NASA scientists to study on Earth the disorientation that astronauts may encounter in space.
This machine is the U.S. Navy’s Kraken, a device that can vigorously spin occupants like laundry churning in a washing machine. A new collaboration with the Navy will allow NASA scientists to use the Kraken to build strategies that aim to ease motion sickness. Such strategies may not only help astronauts but could also offer treatment options for patients with balance issues here on Earth.
Astronauts may experience motion sickness on their launch into space and on their return to Earth. Symptoms include dizziness, nausea, and vertigo – a feeling of spinning – which can make it difficult to carry out mission-critical tasks when landing or exiting spacecraft.
“Shortly after liftoff in the space shuttle, I felt like I was on a merry-go-round as my body hunted for what was up, down, left, and right,” said NASA astronaut Douglas Wheelock. “Crew must prepare for the confusion that they will likely undergo during these gravitational transitions.”
Enter the Kraken, a 50-foot-long, 100-ton platform at Wright-Patterson Air Force Base near Dayton, Ohio. It can be configured to replicate different types of flight to disorient occupants through sudden shifts in roll, pitch, and yaw, superimposed onto horizontal and vertical lurches. A spaceflight setting on the Kraken will allow NASA scientists to study whether a specific technology, coupled with head movements, may help soothe the motion sickness experienced by some astronauts.
NASAが特定の頭の動きで乗り物酔いを和らげられるかどうかをテストするために使用する、米海軍が運用する方向感覚喪失装置「クラーケン」の中に足を踏み入れてください。 クレジット: アメリカ空軍
ヒューストンにあるNASAのジョンソン宇宙センターで宇宙飛行士の健康研究を管理するローラ・ボルウェグ氏は、「初めてクラーケンを直接見たとき、その機械がいかに大きく機敏であるかに感銘を受けた」と語った。 「この装置は軸上で 6 方向に移動できるため、めまいや吐き気を引き起こす可能性のある着陸シナリオなど、地球上で再現するのが難しい複雑な飛行シナリオをシミュレートできます。」
今後の研究で、NASAと海軍の科学者は24人の現役軍人を募集し、60分間クラーケンに乗ってもらう予定だ。 次に、クラーケンは重力の 3 倍に達する加速度で宇宙飛行士を回転させ、宇宙飛行士が最初に地球に帰還したときに経験することをシミュレートします。
バランスの問題を抱えている患者は、頭と目の動きを測定するためにビデオゴーグルを着用しています。 彼が持っているダイヤルを使用すると、さまざまな頭の動きをテストしながら、乗り物酔いのレベルを評価できます。 同様のセットアップは、クラーケンから抜け出した直後のライダーにも使用されます。 クレジット: ジョンズ・ホプキンス大学
マシンから出る際、12 人のボランティアは、頭と目の動きを追跡するビデオ ゴーグルを着用しながら、所定の頭の回転と傾きを実行します。 この技術は、参加者のまばたきの量や心拍数の変化など、乗り物酔いに関連する測定値を取得します。 ボランティアはまた、どの程度見当識障害や気分が悪くなっているかについてのリアルタイムの質問にも回答します。
残りのクラーケンライダーは、いかなる頭部移動プロトコルも実行しません。 その後、ボランティア全員が 4 つのタスクを完了します。目を開けた状態と閉じた状態でフォームの上に立ってバランスをテストし、約 33 フィート (10 メートル) の歩行速度、2 分間の歩行での持久力、長さをテストします。障害物をまたぐことを含む立位と歩行のテストを完了するのにかかる時間の割合。 通常、これらの作業は簡単ですが、乗車後はめまいやバランスの悪さにより時間がかかることがあります。
「宇宙飛行士の逸話は、頭を軽く動かすと平衡感覚をより早く回復できることを示唆しています」と、研究を主導したジョンズ・ホプキンス大学（メリーランド州ボルチモア）の神経生理学者マイケル・シューベルト氏は述べた。 「クラーケンを使ったテストにより、どのような頭の動きが宇宙飛行士の平衡感覚を迅速に回復するのに役立つのかを厳密に判断できるようになります。」
検証されれば、宇宙飛行士は、より長距離で長距離のミッションを含む宇宙飛行中に重力の変化に素早く適応できるよう、特定のプロトコルを採用できる可能性があるとシューベルト氏は述べた。
2 本柱の戦略の一環として、シューベルト氏のチームは、頭部の動きがバランスの問題を抱える患者を助けることができるかどうかを確認することも目的としています。 クラーケンに乗る以外に、24 人の民間患者が軍人が行うのと同じ 4 つのタスクを完了しようとします。 半分は事前に同じ一連の頭の動きを実行し、残りの半分は実行しません。
これらの患者は内耳の腫瘍を切除しており、そのプロセスにはバランスを維持するための中枢神経を切断することが含まれます。 その結果、患者はめまいやめまいに悩まされることがよくあります。 「この研究で頭部の動きが患者に役立つことが確認できれば、NASAと海軍は新しい一連の治療法を一般に提供する上で重要な役割を果たすことができるかもしれない」とシューベルト氏は述べた。
「この研究は、1960年代から1970年代の宇宙計画まで遡り、我々の研究所とNASAとのパートナーシップを更新するものです」と、クラーケンを運用する組織であるオハイオ州デイトンの海軍航空宇宙医学研究所所長リチャード・アーノルド氏は述べた。 「海軍の飛行士とNASAの宇宙飛行士の両方が直面する運動の問題に対処することで、これまでのコラボレーションをさらに発展させられることに興奮しています。」
NASA の人類研究プログラム (HRP) は、安全で生産的な有人宇宙旅行をサポートするための最良の方法と技術を追求しています。 実験室で行われる科学、地上のアナログ、そして[{” attribute=””>International Space Station, HRP scrutinizes how spaceflight affects human bodies and behaviors. Such research drives HRP’s quest to innovate ways that keep astronauts healthy and mission-ready as space travel expands to the Moon, Mars, and beyond.