Enquanto nos preparamos para missões para além da órbita da Terra, permanece um desafio crucial: manter os astronautas saudáveis em microgravidade. Sem exercício diário, os seus músculos, ossos e sistemas cardiovasculares enfraquecem, o que pode afectar o sucesso da missão e a segurança dos astronautas, especialmente em destinos como a Lua ou Marte, onde a tripulação terá de operar de forma autónoma imediatamente após a aterragem.
Por isso, a ESA desenvolveu o Dispositivo Europeu de Exercícios de Exploração Melhorada (European Enhanced Exploration Exercise Device – E4D) – um sistema de exercícios compacto e versátil para utilização em voo, concebido para garantir que os astronautas se mantêm fortes e preparados para as exigências físicas do regresso à Terra ou do trabalho noutras superfícies planetárias.
O E4D combina quatro modalidades de exercício: treino de resistência, ciclismo, remo e puxada de corda, oferecendo uma vasta gama de treinos e a flexibilidade para adicionar novos mais tarde.
“O E4D é revolucionário para a saúde dos astronautas. Ao possibilitar uma gama mais ampla e adaptável de exercícios de resistência, contribui para a preservação da massa muscular e da integridade óssea em microgravidade, que são dois dos maiores desafios fisiológicos durante as missões de longa duração”, afirma Tobias Weber, investigador principal do E4D na ESA.
“Tão importante como isto é a capacidade de automonitorização do E4D. Utilizando um sistema integrado de captura de movimento baseado em câmaras, permite aos astronautas acompanhar o seu desempenho, avaliar a execução dos seus movimentos e corrigir a postura em tempo real. Isto reduz a dependência da supervisão em terra e ajuda a garantir que cada sessão de treino se mantém segura, precisa e eficaz, mesmo no ambiente exigente da órbita”, acrescenta Jennifer Struble, Líder da Equipa de Operações do E4D da ESA e Co-Investigadora.
“O E4D é um sistema que estou ansiosa por utilizar durante a missão εpsilon. Gosto muito de fazer exercício, tanto para o bem-estar físico como mental, e como é especialmente importante proteger os nossos ossos e músculos em microgravidade, estou entusiasmada por experimentar os novos exercícios que esta tecnologia europeia torna possíveis no espaço”, afirma a astronauta da ESA, Sophie Adenot, que está agora a praticar com o E4D em terra como parte da sua preparação para a missão.
Levando o treino estilo ginásio para o espaço
O E4D permite aos astronautas realizar mais de 30 exercícios de força e até 100 variações diferentes, muitos dos quais nunca foram realizados em microgravidade. Suporta cargas até 270 kg e pode ajustar o esforço durante as fases de levantamento ou descida, tornando os treinos mais fáceis ou mais difíceis, conforme necessário.
A funcionalidade de ciclismo do E4D utiliza resistência baseada na potência, garantindo que os astronautas treinam a um nível de esforço predefinido, criando uma experiência de ciclismo realista. Suporta sessões de ciclismo muito intensas a altas velocidades e até mesmo perfis de treino personalizados, como simular uma subida de montanha ou uma etapa do Tour de France, o que aumenta a versatilidade do nosso portfólio de exercícios a bordo.
O dispositivo de remo simula máquinas de remo comerciais com resistência por volante e intensidade ajustável, enquanto o exercício de puxar corda proporciona treino aeróbico e de força para os músculos da parte superior do corpo, necessários em cenários de emergência, como resgatar um tripulante de uma cápsula.
Além da saúde física, o E4D é também uma plataforma de investigação. Ao comparar dados de exercícios realizados no espaço com testes em solo, os cientistas podem estudar como a microgravidade afeta o desempenho e a recuperação, optimizando e melhorando as contramedidas para missões de longa duração para além da órbita terrestre baixa.
Captura de movimento da E4D
Uma inovação fundamental é o sistema de captura de movimento da E4D, que garante um treino seguro e a prevenção de lesões.
Quatro câmaras instaladas no Columbus acompanham os movimentos dos astronautas, identificam pontos de referência anatómicos e enviam dados em tempo real para a Terra. Os astronautas veem-se como um avatar num tablet para correção postural, enquanto a inteligência artificial plug-and-play reconhece instantaneamente as partes do corpo e transmite os dados para análise.
Futuras atualizações poderão integrar machine learning e realidade virtual para melhorar o feedback da tripulação. Com o tempo, os especialistas em exercício poderão utilizar um headset de realidade virtual para partilhar o mesmo espaço virtual que o seu colega de tripulação, mesmo estando separados por milhares de quilómetros entre a Terra e o espaço.
Praticar exercício no futuro
As futuras missões à estação lunar Gateway enfrentarão restricções de espaço em comparação com a Estação Espacial Internacional. Os equipamentos de exercício existentes são demasiado pesados e volumosos para serem instalados, pelo que o E4D oferece uma alternativa mais pequena e mais eficiente. A versão actual é um demonstrador tecnológico, abrindo caminho para modelos ainda mais pequenos e compactos no futuro.
Com chegada prevista à Estação Espacial Internacional em Abril de 2026, durante a missão εpsilon da astronauta da ESA Sophie Adenot, o E4D passará por uma fase de instalação seguida de uma fase de demonstração tecnológica, na qual vários membros da tripulação testarão até 100 variações de exercícios. Os dados recolhidos durante esta fase irão orientar uma futura chamada de propostas para o desenvolvimento de um sistema de próxima geração ainda mais avançado.
Nos próximos dois anos, o E4D será integrado no módulo europeu Columbus na Estação Espacial Internacional, tornando-se a maior carga útil da ESA em termos de dimensão e responsabilidade operacional.
Encomendado pela ESA e desenvolvido pela Danish Aerospace Company (DAC), com tecnologia de captura de movimento fornecida pela Qinematic, da Suécia, o E4D representa um grande avanço na saúde dos astronautas e na prontidão para as missões. O E4D é mais do que um dispositivo de exercício – é uma proteção para a saúde, uma ferramenta de investigação e um vislumbre do futuro da exploração espacial humana. Ao combinar um design compacto com tecnologia de ponta, a ESA garante que os astronautas se mantêm fortes e seguros enquanto nos aventuramos cada vez mais longe no nosso Sistema Solar.
Texto original: Revolutionising astronaut fitness for deep space missions
Texto e imagens: ESA
Tradução automática via Google
Edição: Rui Barbosa