Исследование космоса на заднем дворе и с ограниченным бюджетом – как НАСА моделирует условия в космосе без запуска

Стремление человечества к исследованиям привело нас через Солнечную систему, в ботинках космонавтов, различных посадочных модулях и колесах марсоходов, исследуя поверхности нескольких различных планетарных тел. Эти среды, как правило, неблагоприятны для здоровья людей и оборудования, поэтому проектирование и выполнение этих миссий требует тщательного планирования, тестирования и технологических разработок.

Возможно, вы слышали об обширном испытательные стенды для космических аппаратов и оборудованияно как ученые готовятся к человеческому аспекту освоения космоса?

Одним из способов проверки методов и выявления ситуаций, которые могут возникнуть во время реальной миссии, является использование моделирования, которое в этой области чаще всего применяется. известный как аналог. Исследователи выбирают и разрабатывают аналоговые миссии и среду, чтобы воспроизвести элементы реальной миссии, используя то, что доступно здесь, на Земле.

Эти миссии проводятся в экстремальных условиях на Земле, сравнимых с Луной или Марсом, в средах обитания, имитирующих жилые помещения, или в комбинации того и другого. Исследователи могут использовать аналоги для изучения работы экипажа и процедур или для тестирования инструментов. в стадии разработки для использования в космосе.

Например, работа с дрелью или гаечным ключом может показаться легкой задачей здесь, на Земле, но попробуйте выполнить ту же задачу в толстых перчатках в громоздком герметичном скафандре в условиях низкой гравитации. Внезапно все оказывается не так просто. Тестирование этих сценариев на Земле позволяет исследователям определить необходимые изменения перед запуском. Аналоги также могут обучать членов экипажа, которым однажды предстоит выполнить реальную миссию.

Я планетолог, а это значит, что я изучаю геологию других планет. В настоящее время я изучаю окружающую среду на Земле, похожую на окружающую среду на других планетах, чтобы лучше понять их аналоги в других частях Солнечной системы. Я участвовал в качестве волонтера в одной из этих аналоговых миссий в качестве «аналогового астронавта», выступая в качестве геолога экипажа и применяя результаты моих предыдущих исследований от изучения поверхности Луны и Марса.

Эти аналоговые миссии различаются по обстановке, продолжительности и интенсивности, но все они направлены на то, чтобы узнать больше о человеческом факторе, участвующем в освоении космоса.

Куда мы их отправим?

Аналоговые миссии предназначены для имитации опыта экипажа в заданном плане миссии. В некоторых случаях они моделируют наземные операции на Луне или Марсе сроком до года. Другие могут повторить опыт пребывания на Марсе в течение определенного периода времени, после чего экипаж «приземлится» и исследует поверхность.

НАСА использует несколько аналоговых миссий, разбросанных по всему миру. Например, Исследовательская станция Марсианской пустыни в штате Юта находится в среде, имитирующей условия Марса, а аналоговые миссии в Водолееподводная исследовательская станция у побережья Флориды, помогает ученым узнать о поведении и психологии экипажа в замкнутой среде обитания, расположенной во враждебной среде.

Некоторые природные среды обычно используются для аналоговых операций, например вулканические местности на западе США, искусственные кратеры в Неваде, природный метеоритный кратер в Аризоне и исследовательские станции в Антарктиде. Эти места отражают геологические условия, с которыми экипажи, скорее всего, столкнутся в будущих миссиях, поэтому обучение в этих местах помогает им выполнять реальные миссии.

Я участвовал в имитации 28-дневной миссии на поверхность Луны на объекте под названием Привет-МОРЕ как часть исследование динамики и психологии экипажа в крайней изоляции. Объект расположен на вулкане Мауна-Лоа на большом острове Гавайи. Эта среда обитания использовалась для различных исследований, поскольку вулканическая местность напоминает одновременно Луну и части Марса, а изолированное место имитирует пребывание в космосе.

Экипажи аналоговых миссий

Большинство миссий требуют от кандидатов наличия соответствующих степеней. Они должны пройти физическое и психиатрическое обследование, цель которого состоит в том, чтобы отобрать лиц с похожие фоны для тех, кто состоит в отряде космонавтов. Идеальная команда обычно состоит из участников, которые хорошо работают и живут вместе с другими людьми и могут сохранять хладнокровие в условиях стресса.

В состав экипажей также входит как минимум один человек с медицинской подготовкой на случай чрезвычайных ситуаций, а также различные ученые и инженеры, управляющие системами жизнеобеспечения среды обитания.

Опыт каждого экипажа различается в зависимости от плана миссии, местоположения и состава экипажа. Моя миссия была спроектирована так, чтобы шесть членов экипажа не имели никакой информации о наших товарищах по команде, пока мы не прибудем на Гавайи для обучения. Помимо геологических знаний, у меня также есть медицинская подготовка. Служба быстрого реагирования в дикой природепоэтому я был там, чтобы помочь с любыми медицинскими вопросами.

Повседневная жизнь аналоговой миссии

Оказавшись на Гавайях, команда провела три дня, изучая, как управлять системами обитания, включая гидропонный сад и солнечные батареи. Мы отрабатывали действия в чрезвычайных ситуациях и учились выполнять другие задачи.

После этой ориентации нас отправили в среду обитания на 28 дней. Мы сдали наши телефоны в центр управления миссией и могли получить доступ к Интернету только для проверки электронной почты или использования нескольких предварительно одобренных веб-сайтов, необходимых для наших повседневных обязанностей. Наши дни были расписаны задачами от пробуждения около 6:30 утра до отбоя около 22:00.

Задания включали в себя разнообразные упражнения для оценки индивидуальных и групповых результатов. Они включали в себя индивидуальные оценки (аналогичные ежедневному тесту IQ) и групповые компьютерные задания. например, командный 3D тетрис. Исследователи удаленно следили за нашим взаимодействием во время этих действий, а результаты анализировались по ходу миссии. Они использовали наши колебания результатов в этих видах деятельности в качестве показателя для оценки уровня стресса, групповой сплоченности и индивидуального благополучия.

Кроме того, в разные дни мы совершали двух-трехчасовые мероприятия вне транспортного средства или экскурсии за пределы среды обитания. В ходе этих экспедиций мы проводили геологические исследования вулкана. В наши «выходные дни» мы проводили два часа, тренируясь в среде обитания. Каждый раз, когда мы выходили на улицу, нам приходилось полностью облачаться в имитацию скафандра и соблюдать осторожность в процедурах шлюзовой камеры. Мы никогда не были на улице одни.

Мы могли есть только сублимированные и порошкообразные продукты, за исключением того, что мы могли выращивать в гидропонной системе. Во время нашего пребывания нам не доставляли дополнительную еду. Вода также была нормирована, а это означало, что нам пришлось искать инновационные способы поддержания личной гигиены. Например, разрешалось принимать душ из ведра один или два раза в неделю, дополняя его ваннами с «вытиранием в дикой природе». Как человек с очень вьющимися волосами, я был рад найти способ справиться с ними, используя менее двух литров воды в неделю. Нам также разрешили стирать белье один раз за время нашего пребывания в группе. Разбирать мокрую одежду своих товарищей по команде, безусловно, было одним из способов сблизиться.

Несмотря на временные физические нагрузки, нагрузка не была необоснованной. Мы были заняты весь день, поскольку некоторые повседневные задачи, например приготовление пищи, требовали больше усилий, чем могло бы потребоваться в нашей обычной жизни. Приготовить питательно сбалансированные и вкусные блюда при нормировании наших очень ограниченных ресурсов было сложно, но это также давало возможность проявить творческий подход к рецептам и ингредиентам. Нам даже удалось испечь торт на день рождения члена экипажа, используя для его вкуса белок арахисового масла и какао-порошок.

Каждый вечер после ужина мы делились заранее сохраненными фильмами и шоу, которые каждый из нас принес с собой в среду обитания, поскольку у нас не было доступа к Интернету. Те из нас, кто принес в среду физические копии книг, тоже торговали бы ими. Одному члену экипажа удалось получить загружаемую форму ежедневный Wordleчтобы мы все еще могли соревноваться с нашими друзьями дома. Еще мы играли в настольные игры, и все эти занятия помогли нам узнать друг друга.

Хотя этот опыт отличался от нашей типичной повседневной жизни, он был единственным в своем роде. Мы с удовлетворением осознали, что наши усилия в некоторой степени продвинули освоение космоса, по одному тесту на IQ и халявному пирогу за раз.

Эта статья переиздана с Разговорнекоммерческая независимая новостная организация, предоставляющая вам факты и заслуживающий доверия анализ, которые помогут вам разобраться в нашем сложном мире. Его написал: Джордан Бретцфельдер, Технологический институт Джорджии

Читать далее:

Джордан Бретцфельдер не работает, не консультирует, не владеет акциями и не получает финансирования от какой-либо компании или организации, которым будет полезна эта статья, и не раскрыл никакой соответствующей принадлежности, кроме своей академической должности.