Zapomnij o chodzeniu po księżycu. Naukowcy chcą spróbować biegania po księżycu.

Był to ponury, mżawny dzień niedaleko Parma, Włochy, kiedy dwóch naukowców po raz pierwszy stanęło przed Ścianą Śmierci.

Atrakcja parku rozrywki, Ściana wygląda trochę jak ogromna drewniana beczka z odciętą górą. Śmiałkowie na motocyklach pędzą w środku, jeżdżąc po okrągłej ścianie w akrobacji, która wydaje się przeczyć grawitacji.

Ale fizjolodzy sportowi Gaspare Pavei i Valentina Natalucci nie wykonywali sztuczek na motocyklach - testowali technikę biegu na księżycu.

Jeśli obliczenia zespołu były poprawne, przyszli mieszkańcy Księżyca, biegnący wystarczająco szybko wewnątrz cylindra, mogliby pozostać na ścianie, a nie opadać na ziemię - mówi Alberto Minetti, fizjolog z Uniwersytetu w Mediolanie. To sugeruje, że technika ta mogłaby kiedyś zaoferować mieszkańcom Księżyca nowy sposób na ziemski trening, około 384 000 kilometrów od naszej planety.

Ponieważ Księżyc ma tylko około jednej szóstej grawitacji Ziemi, różnica między ćwiczeniami tam a tutaj jest ogromna. Mniejsza grawitacja oznacza, że ciała ludzi nie doświadczają takich samych naporów fizycznych, jak na Ziemi. Bieganie po chodniku, czy robienie pompki przy ziemskiej grawitacji, czyli 1 g, wzmacnia mięśnie i kości. Ale na Księżycu czy w kosmosie mięśnie zanikają, a kości stają się kruche. Tylko sześć miesięcy w kosmosie, jak wykazały badania, może uszkodzić kości tak, jak dekada starzenia (SN: 6/30/22). Naukowcy szukają sposobów na przeciwdziałanie tym szkodliwym skutkom, mówi Minetti.

Bieganie poziomo wzdłuż zakrzywionej ściany cylindra generuje siłę odśrodkową, taką samą, która utrzymuje wodę na dnie wiadra, kiedy jest wirowane nad głową (SN: 7/15/20). Wystarczająca siła utrzymałaby biegnących po Księżycu - i naukowców naśladujących księżycową grawitację we Włoszech - na ścianie i pozwoliłaby im doświadczyć sztucznej grawitacji zbliżonej do grawitacji, którą odczuwaliby na Ziemi.

Więc w ten szary dzień ubiegłego czerwca członkowie laboratorium Minettiego, Pavei i Natalucci, założyli uprzęże i zrobili wielki skok dla nauki. Uprząż każdego biegacza była przymocowana do elastycznego sznura zawieszonego na niemal 40-metrowym dźwigu. To skutecznie zmniejszyło ciężar Pavei i Natalucci, naśladując grawitację księżycową. Następnie musieli wymyślić, jak przejść od stania pionowo na ziemi do biegania poziomo wzdłuż ścian cylindra.

Pavei wystąpił pierwszy. Wbiegł prosto w ścianę jak dziecko próbujące parkour. Nie udało się. Delikatnie zsunął się na dół na swoim sznurze bungee. Po kilku nieudanych próbach Pavei zaczerpnął inspiracji od motorowodniarzy ze Ściany Śmierci. Podszedł do ściany pod kątem, biegnąc w lewo po małej rampie u podstawy cylindra, po spiralnej ścieżce. Nagle Pavei zaczął swobodnie poruszać się dookoła, prawie poziomo, buty uderzały o ściany, a ciało było prawie równoległe do ziemi.

„WOW,” pamięta wykrzykujący Minetti z ekscytacją, kiedy obserwował z ziemi. „Wiedziałem, że fizyka i matematyka to przewidziały,” mówi, „ale to co innego… kiedy widzisz to w rzeczywistości.”

Minetti pracował niemal przez dwa lata, aby dotrzeć do tego punktu. Organizował logistykę z wynajmem dźwigu i atrakcją parku rozrywki - i przekonał swoją uczelnię do zatwierdzenia eksperymentu. To nie była "bardzo ortodoksyjna prośba", mówi.

Podczas kolejnych biegów Pavei i Natalucci, zespół zbierał dane, w tym przebytą odległość, oraz jak długo stopy biegaczy były w kontakcie ze ścianą i jak długo były w powietrzu między krokami. Na tej podstawie mogli obliczyć prędkość biegaczy i oszacować, jak dużo siły zostało wygenerowane podczas ich sprintów - około trzech czwartych g, jak informują naukowcy w majowym Royal Society Open Science.

Jeśli koloniści księżycowi biegliby osiem do dziewięciu okrążeń dziennie, zespół obliczył, byłoby to wystarczające, aby zapobiec utracie kości, nawet z przerwami co kilka okrążeń. Wnioskowali na podstawie danych z wcześniejszych badań, które śledziły gęstość kości ludzi po leżeniu w łóżku i ćwiczeniach. Ekipa Minettiego miała tylko jeden dzień na eksperymenty ze Ścianą Śmierci, ale ma na myśli więcej pytań, na przykład czy bieganie po ścianie mogłoby bezpośrednio przeciwdziałać skutkom eksperymentów z leżeniem w łóżku, które naukowcy czasami stosują do naśladowania skutków niskiej grawitacji na innych zdrowych uczestnikach.

Dlatego jego uczelnia zgodziła się na budowę własnej ściany, zwanej Moon Wall, lub M-Wall, dostosowanej do eksperymentów laboratoryjnych, a nie do atrakcji parku rozrywki.

Minetti points out a minor issue for any would-be moon runners: the need for speed. They have to race pretty fast, he says, about 5 to 6 meters per second — roughly a 5-minute mile. But you don’t need to be an elite athlete to achieve this speed in short bursts, Pavei says. It’s roughly half as fast as the world record for the 100-meter dash, set by Olympic track-and-field champion Usain Bolt. Running faster, though, would generate more artificial gravity and have a greater impact on the body. If Bolt, for instance, were to sprint around the wall at top speed, he’d probably have no trouble surpassing 1 g, Pavei says. 

But to confirm that, he adds, “I would be very happy to test him.”