När NASA förbereder sig för att återvända till månen under de kommande åren och eventuellt till och med etablera baser, det behöver en bättre förståelse för hur människokroppen fungerar i en sådan ogästvänlig miljö.

För detta ändamål, två astronauter, två forskare (inklusive jag) och två tekniker deltog i ett program som heter NASA Extreme Environment Mission Operation (NEEMO) där vi gick ner 62 fot under havets yta i juni förra året, att tillbringa nio dagar med att leva i en liten kapsel som efterliknar hur livet kan se ut i de trånga kvarteren av en månbas.

Jag är neuroforskare, och vårt teams forskning under detta uppdrag fokuserade på att bedöma hur människor reagerar på hög stress, extrem miljö samtidigt som du har en tung arbetsbörda. Tagen tillsammans, dessa experiment bör fastställa en baslinje för hur människokroppen fungerar i extrema miljöer. Dessa data borde hjälpa NASA att hitta sätt som astronauter och akvanauter kan förbättra fysisk och mental prestation, samtidigt som du skyddar hjärnan, i båda könen under framtida undervattens- och rymduppdrag.

Laboratorium under havet

Så hur gjorde jag, en neuroforskare specialiserad på hjärnor och beteende och dykfysiologi, bli en besättningsmedlem för NASA:s NEEMO 23-uppdrag? Under 2017 koordinerade jag forskningsprojekt och var stöddykare för ett NEEMO-projekt. När NASA förberedde sig för nästa uppdrag, det behövde hitta en icke-astronautbesättningsmedlem med en stark dykbakgrund, operativ erfarenhet från fältarbete och relevant akademisk bakgrund. Det visade sig att jag passade bra. Ett par månader efter NEEMO 22, till min förvåning, NASA bjöd in mig att gå med i NEEMO 23-besättningen.

NEEMO-uppdraget äger rum vid Aquarius Reef Base, ligger 62 fot under ytan av Atlanten i Florida Keys National Marine Sanctuary. Det är världens enda undervattensforskningsstation som replikerar rymduppdragets förhållanden, inklusive möjligheten att uppleva viktlöshet. NASA har skickat team av "akvanauter" på NEEMOs undervattensexpeditioner till Aquarius Reef Base sedan 2001, att utbilda astronauter, testa rymdenheter och studera den fysiska och psykiska belastningen av att leva och arbeta i extrema miljöer.

Under NEEMO 23, mina besättningskamrater var Samantha Cristoforetti, vem innehar rekordet för den längsta oavbrutna rymdfärden för en europeisk astronaut; Jessica Watkins, NASA-astronautkandidat; och Shirley Pomponi, en marinbiolog. Två manliga habitattekniker, Mark Hulsbeck och Tom Horn, var också en del av expeditionen.

Mitt mål under vårt uppdrag var att förstå psykologiska förändringar hos besättningsmedlemmar i denna stressiga miljö. I nio dagar var vi sex isolerade från resten av världen, i ett begränsat utrymme, då vi fattade tidskänsliga beslut som fick allvarliga konsekvenser.

Vårt team brottades ständigt med tekniska svårigheter och en stor arbetsbelastning. Vi upplevde också fysisk utmattning som kan ha påverkat vår prestation. Precis som rymduppdrag, det fanns ingen möjlighet att återvända till ytan, och våra misstag eller utrustningsfel kunde ha varit ödesdigra.

Undervattensvetenskap

Jag studerade hur stress, teamdynamik och arbetsbelastning påverkade prestationen. Jag utforskade också hur styrka, fingerfärdighet och sensoriska funktioner förändras när man lever och arbetar i Vattumannen. För min forskning samlade vi in ​​data om vår kognitiva prestation – reaktionstid, korttidsminne, beslutsfattande och risktolerans – inne i livsmiljön och under aktiviteter utanför fordonet. Syftet med de extravehikulära aktiviteterna är att simulera rymdvandringar i upp till fem timmar om dagen.

På natten, Jag använde också ett fjärrstyrt fordon som en del av mitt National Geographic Open Explorer-projekt för att övervaka havsbotten för att hitta svampars lek (när svampar släpper spermier och ägg så att min besättningskompis kan försöka befruktning på plats), samla in planktonprover och upptäcka biofluorescerande marina organismer som avger ljus runt livsmiljön.

Vårt team fokuserade också på sömnkvalitet, förändringar i inflammationsmarkörer i blodet, hjärtfrekvens, mikroberna i våra kroppar – även känd som mikrobiomet – och kroppssammansättningen. I slutet av dagen somnade vi snabbt. Vi märkte inte ens att vi var under vattnet.

Vi testade också ett bärbart svepelektronmikroskop för första gången under vattnet, spåra enheter med förstärkt verklighet, simulera en månlandning och testa en rymdövningsmaskin och ett månevakueringssystem för att transportera medvetslösa astronauter.

För mig, den mest utmanande aspekten av det här uppdraget var att ta trappor med den tunga utrustningen i vattnet:Den tunga (32 pund) hjälmen satte ett stort tryck på våra nacke- och ryggmuskler utöver de 50-60 punden av dykutrustning plus 20 pund extra vikt för att simulera de förhållanden som skulle upplevas på månen.

Svåra stunder

Det svåraste och mest minnesvärda ögonblicket av detta uppdrag inträffade när, efter att en del felaktig utrustning åtgärdats i sista minuten, Jag kunde avsluta experimenten under mitt extravehikulära aktivitetsskift, samla in prover och utföra tester som teamet behövde. Jag hörde senare att min produktivitet gav mig mycket jubel och att hoppa runt på land vid uppdragskontrollen, vilket gjorde mig riktigt glad.

Under vårt uppdrag var vi tvungna att snabbt anpassa oss till nya situationer. Och vi var ständigt i problemlösningsläge, hantera problem ensam, med hjälp av lagkamrater eller med ytstödet.

Den förmodligen farligaste delen av uppdraget var de senaste 17 timmarna. Vi var tvungna att gå igenom ett strikt dekompressionsprotokoll för att ta bort kvävet som ackumulerades i våra kroppar medan vi andades luft under högt tryck. De minskade långsamt trycket inne i livsmiljön, vilket skapade risk för att vatten skulle komma in i livsmiljön; och vi andades rent syre i en timme, vilket ökade chansen att få anfall av syretoxicitet i centrala nervsystemet. Lyckligtvis, vi återvände alla i säkerhet.

Nu är det mycket data som väntar på att analyseras under de följande månaderna. Jag hoppas att vårt teams insatser kommer att förbättra säkerheten och effektiviteten för framtida rymd- och undervattensuppdrag.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.