En skenbar rymdkapsel har landat i Kansas State Universitys ishall. I denna skalenliga modell av rymdfarkosten Orion, "astronauter" utövar nödflyktsmanövrar medan ett universitets kinesiologiteam studerar deras hälso- och konditionsnivåer.

Det är allt en del av NASA:s plan för ytterligare mänsklig utforskning av solsystemet, från ett Mars-uppdrag till ett djuprymduppdrag.

Universitetets forskargrupp – ledd av Carl Ade, biträdande professor i träningsfysiologi, och Thomas Barstow, professor i träningsfysiologi - har samarbetat med Johnson Space Center i Houston för att ta itu med en stor utmaning för dessa långvariga rymduppdrag:återkomsten till jorden.

"Att upprätthålla astronauternas hälsa är avgörande för NASA-uppdrag, och vi måste kunna hålla astronauterna säkra under flygning och under landning, sa Ade, som tidigare har studerat astronauthälsa. "Genom att känna till fitness- och hälsostandarder, vi kan bestämma typer av ingripanden i strid för att hålla astronauter friska på långvariga uppdrag som kan pågå i flera år."

Ade och Barstow använder ett tvåårigt NASA-bidrag för att studera styrkan, kardiovaskulär hälsa och aerob kapacitet som astronauter behöver för en landning i slutet av uppdraget eller en nödflykt.

Det är där modellen Orion rymdfarkoster passar in. Efter ett djupt rymduppdrag, rymdfarkosten Orion kommer att landa i havet och astronauter måste utföra en snabb nödflykt. Astronauter måste gå upp ur stolarna, klättra upp på en stege ur kapseln och sätt dig i en livflotte – alla svåra uppgifter efter flera månader i miljöer med noll tyngdkraft. Mikrogravitation är tuff för astronauternas kroppar och kan försämra skelettet, muskel- och kardiovaskulära system.

Det finns en extra utmaning:Astronauter måste göra alla dessa uppgifter medan de är inne i en kapsel som gungar på havets vågor. Allt som allt, det skapar en skakande återkomst till jorden.

"Vi vill avgöra om astronauter behöver reservera en viss nivå av styrka eller kardiovaskulär kapacitet under flygning så att de kan landa säkert efter ett ett- eller tvåårigt uppdrag, "Ade sa. "Modellkapseln låter oss testa det på ett sätt som är översättbart och tillåter NASA att applicera det direkt på framtida uppdrag."

Ade och teamet studerar forskningsdeltagare när de utför samma uppgifter i modellkapseln som astronauter skulle göra under en nödflykt. Deltagarna bär speciell utrustning som gör fysiologiska mätningar - som muskelaktivitet, syreupptag, hjärtfrekvens och blodtryck – för att avgöra vilken typ av stress kroppen upplever under en nödflykt.

Den mock-up Orion-kapseln är konstruerad till de exakta måtten som den verkliga versionen. Forskargruppen reste till Johnson Space Center för att göra mätningar, titta på ritningar och utveckla ett sätt att skapa rymdkapseln i Kansas. Lokala tillverkningsföretag hjälpte till med design och ram. När kapselramen anlände till Manhattan campus, forskargruppen – inklusive doktorander och studenter – avslutade konstruktionen.

"Vi har en stor grupp doktorander och studenter som har kommit samman och hjälpt oss med alla aspekter av det här projektet, från konstruktion till provning, " sa Barstow.

Projektet kan också hjälpa den allmänna befolkningen. Under djupa rymduppdrag, Astronauter måste behålla sin fysiska och kardiovaskulära kapacitet i ett begränsat utrymme med få medicinska resurser. Om forskarna kan hitta möjliga interventioner med dessa restriktioner, de skulle kunna tillämpa samma metoder på kliniska patienter eller möjligen geografiska områden utan tillgång till medicinska faciliteter och resurser.

"Om vi ​​kan ta reda på hur vi kan hålla en astronaut frisk i denna extrema miljö, vi kan översätta det till livet på jorden, "Ade sa. "Denna forskning hjälper verkligen både individer:astronauten och de här på jorden."

Forskningen är en fortsättning på nästan 10 år av NASA-finansierad forskning för att förbättra astronauternas hälsa och fastställa fitnessstandarder.

"Vårt mål är att ge information om hur vältränad en astronaut måste vara när de reser så att när de kommer till destinationen eller när de återvänder till jorden, de kommer att vara starka nog att utföra uppdragsuppgifter, även efter flera månader i en miljö med noll tyngdkraft, " sa Barstow.