Il n’y a plus de limite, mais prendre son envol est dangereux. En quittant la surface de la Terre, nous perdons de nombreux indices dont nous avons besoin pour nous orienter, et cette désorientation spatiale peut être mortelle. Les astronautes ont normalement besoin d’une formation intensive pour s’en protéger. Mais les scientifiques ont maintenant découvert que les appareils portables qui vibrent pour donner des indications d’orientation peuvent augmenter considérablement l’efficacité de cet entraînement, rendant ainsi les vols spatiaux légèrement plus sûrs.
« Les vols spatiaux de longue durée provoqueront de nombreux facteurs de stress physiologiques et psychologiques, ce qui rendra les astronautes très sensibles à la désorientation spatiale », a déclaré le Dr Vivekanand P. Vimal de l’Université Brandeis aux États-Unis, auteur principal d’un article dans Frontières de la physiologie sur ce sujet. « Lorsqu’il est désorienté, un astronaute ne pourra plus compter sur ses propres capteurs internes, dont il a dépendu toute sa vie. »
Espace personnel
Les chercheurs ont utilisé la privation sensorielle et un dispositif de rotation multi-axes pour tester leurs vibrotacteurs lors d’un vol spatial simulé, de sorte que les sens sur lesquels les participants s’appuieraient normalement étaient inutiles. Les vibrotacteurs pourraient-ils corriger les signaux trompeurs que les participants recevraient de leur système vestibulaire, et les participants pourraient-ils être formés à leur faire confiance ?
Au total, 30 participants ont été recrutés, dont 10 ont reçu une formation pour s’équilibrer dans le dispositif de rotation, 10 ont reçu les vibrotacteurs et les 10 restants ont reçu les deux. Tous les participants ont vu une vidéo du dispositif de rotation et expliqué comment il fonctionnait : se déplaçant comme un pendule inversé jusqu’à ce qu’il atteigne une limite de collision, à moins qu’il ne soit stabilisé par une personne assise dans le dispositif le contrôlant avec un joystick.
Une formation supplémentaire, pour les participants qui l’ont reçue, comprenait des tâches qui leur apprenaient à se désengager de leur sens vestibulaire et à s’appuyer sur les vibrotacteurs au lieu de leurs signaux gravitationnels naturels. Ces tâches impliquaient la recherche de points d’équilibre cachés non verticaux, ce qui signifiait que les participants devaient ignorer leur désir de s’aligner debout et se concentrer sur les vibrotacteurs.
Tous les participants ont reçu un bandeau sur les yeux, des bouchons d’oreilles et du bruit blanc à écouter. Ceux qui possédaient des vibrotacteurs en avaient quatre attachés à chaque bras, qui bourdonnaient lorsqu’ils s’éloignaient du point d’équilibre. Chaque participant a participé à 40 essais, visant à maintenir le dispositif de rotation aussi près que possible du point d’équilibre.
Pour la moitié des essais, le dispositif de rotation fonctionnait sur un plan de roulis vertical. Cela a été considéré comme un analogue de la Terre car les participants pouvaient utiliser leurs signaux gravitationnels naturels pour s’orienter. Au cours de la seconde moitié, qui faisait office d’analogue pour un vol spatial, le dispositif de rotation fonctionnait sur un plan de roulis horizontal où ces signaux gravitationnels ne pouvaient plus aider.
Après chaque bloc d’essais, les participants ont été invités à évaluer à quel point ils se sentaient désorientés et à quel point ils faisaient confiance aux vibrotacteurs. Les scientifiques ont mesuré leur succès en examinant la fréquence à laquelle ils s’écrasaient et la façon dont ils contrôlaient leur équilibre.
À l’infini et au-delà
Tous les groupes étaient initialement désorientés dans l’analogue du vol spatial. Les scientifiques s’y attendaient, car les participants ne pouvaient pas se fier aux signaux gravitationnels naturels qu’ils utilisent habituellement. Presque tous les participants ont déclaré qu’ils faisaient confiance aux vibrotacteurs, mais ils ont également signalé une confusion due à des conflits entre leurs signaux internes et les vibrotacteurs.
Les participants portant des vibrotacteurs ont néanmoins obtenu de meilleurs résultats que ceux qui n’ont reçu qu’une formation. Le groupe qui s’entraînait uniquement s’écrasait plus fréquemment, se déplaçait davantage autour du point d’équilibre et se déstabilisait accidentellement plus souvent. Recevoir la formation a cependant aidé. Au fur et à mesure que les essais se poursuivaient, le groupe ayant reçu à la fois une formation et des vibrotacteurs a obtenu les meilleurs résultats.
Cependant, même avec une formation, les participants n’ont pas obtenu d’aussi bons résultats que lors de l’analogue terrestre. Il se peut qu’ils aient eu besoin de plus de temps pour intégrer les signaux des vibrotacteurs, ou que le bourdonnement des vibrotacteurs n’ait peut-être pas émis un signal de danger suffisamment fort.
« La confiance cognitive d’un pilote dans ce dispositif externe ne sera probablement pas suffisante », a déclaré Vimal. « Au lieu de cela, la confiance doit être à un niveau plus profond, presque sous-cognitif. Pour y parvenir, une formation spécialisée sera nécessaire. »
Si les capteurs réussissent lors d’essais plus approfondis, affirment les scientifiques, les applications possibles pour les vols spatiaux sont nombreuses : aider les astronautes à atterrir en toute sécurité sur la surface d’une planète ou les accompagner lorsqu’ils se déplacent hors d’un véhicule dans l’espace.
Plus d’information:
La rétroaction vibrotactile comme contre-mesure à la désorientation spatiale, Frontières de la physiologie (2023). DOI : 10.3389/fphys.2023.1249962