https://frosthead.com

NASA teadlased ja astronaudid harjutavad kosmosemissioone merepõhjas

Juba kosmoseõppe esimestest päevadest alates on NASA astronaudid vee alla uputanud, et simuleerida mikrogravitatsiooni liikumise raskuseta kogemusi. Näiteks 1966. aastal harjutas Buzz Aldrin kosmosesõite Gemini kosmoselaeva maketiga Marylandi suures basseinis, et valmistuda Gemini 12 missiooniks. 1983. aastal harjutasid astronaudid liikuda kosmosesüstiku kaubalahe täismõõtmetes mudelis, kasutades Johnsoni kosmosekeskuse kaalutu keskkonna treenimisvõimalust (WETF). Veealuse väljaõppe edu ajendas lõpuks Houstoni rajama neutraalse ujuvuse laboratooriumi, maailma suurima siseveekogu, mis suudaks hoida rahvusvahelise kosmosejaama suuremate sektsioonide mudeleid.

Alates 2001. aastast on astronaudid NASA ekstreemkeskkonnaoperatsiooni ehk NEEMO programmi raames avatud ookeanis seadmeid treeninud ja varustust testinud. Eelmisel kuul tegutses üks akvautaanide ja astronautide meeskond, kes veetis pärast üheksa päeva veealuses elupaigas nimega Aquariuse rifbaas, mis asub 62 meetrit allpool ookeanipinda Florida Key Largo ranniku lähedal. Ekspeditsioon NEEMO 23 oli viimane missioonide seerias, mille käigus kasutati Atlandi ookeani põrandat võimalike süvakosmosetehnoloogiate ja protseduuride proovimispaigana. Ainult umbes 40 jalga pikk ja 20 jalga lai on Aquarius, mis on Florida rahvusvahelise ülikooli osa, ka ideaalne proovikivi kinnistes ruumides elamise ja töötamise füüsiliste ja vaimsete mõjude uurimiseks.

Ehkki programm on kestnud juba ligi kaks aastakümmet, oli see esimene NEEMO missioon, kus osales kogu naisega NASA uurimisrühm. NEEMO meeskonnaliige Csilla Ari D'Agostino, Lõuna-Florida ülikooli neurobioloog, selgitab, et selle missiooni käigus kogutud andmed on võtmetähtsusega, et luua täielik pilt sellest, kuidas kõik astronaudid võiksid kosmoses käituda, eriti kuna varasemad NEEMO meeskonnad olid peamiselt mehed.

"Oluline on koguda andmeid mõlema soo kohta, " ütleb Ari D'Agostino. „Kui on erinevus, peame välja mõtlema, kuidas seda hallata. Kui seda pole, peame seda ka teadma. ”

Käsnivarustus Kaks NEEMO 23 meeskonna liiget valmistavad käsnad ainevahetuse mõõtmiseks ette seadmeid. (Karl Shreeves)

Ari D'Agostinoga liitusid Florida Atlandi Ülikooli sadamaharu okeanograafiainstituudi merebioloog akvauto Shirley Pomponi ja NASA astronaudikandidaat Jessica Watkins. Meeskonda juhtis itaalia astronaut Samantha Cristoforetti, kes veetis 2014. ja 2015. aastal kosmoses 200 päeva - see oli eurooplase rekordiline kosmoselend.

Rühma mitteastronaudid valiti nende sukeldumise kogemuse ja uurimistööde jaoks. Ari D'Agostino uurib sukeldumise füsioloogilisi mõjusid, näiteks seda, mis juhtub siis, kui sukeldujad hingavad kõrgrõhukeskkonnas hapnikku. Ekspeditsiooni käigus uuris ta ka rühmadünaamikat ja kuidas käitumine füüsilise ja vaimse stressi tingimustes muutub. Pomponi seevastu uurib merikäsnu ja testis uut käeshoitavat proovivõtmise tööriista, millel võiks olla kosmoses potentsiaalseid rakendusi, nagu näiteks planeedikivimite ja setete proovide võtmine.

Kui varasemad NEEMO missioonid keskendusid tegevuste simuleerimisele asteroidi pinnal, siis NEEMO 23 testis Rahvusvahelise Kosmosejaama uusi seadmeid ja tööprotokolle ning tulevasi süvakosmosemissioone Kuule ja Marsile.

Tüüpilisel päeval veetsid pooled meeskonnaliikmetest kuni viis tundi väljaspool laeva varustuse testimisel ja proovide kogumisel, siseruumides viibivad isikud aga vastutasid töö juhendamise ja missiooni juhtimisega suhtlemise eest. "Vahel suhtlen ma korraga nelja erineva inimesega, " räägib Pomponi. "Ma oleksin suhelnud sukeldujatega, teaduskommunikatsiooni, missiooni juhtimise ja kellegagi elupaigas."

Veevalajas juhendas Pomponi väljas viibivaid sukeldujaid, kuidas kasutada oma uurimisvarustust käsnaproovide kogumiseks ja nende metaboolse aktiivsuse mõõtmiseks. Seda meetodit kasutati analoogina tulevastel missioonidel Marsile, kus astronaudile võidakse anda ülesandeks kasutada kellegi teise loodud spetsiaalseid tööriistu.

“Maal oli natuke varem treenitud, aga mitte palju, ” räägib Pomponi. "Kuid kosmoses ei ole kosmoses viibivad astronaudid tingimata need, kes oskavad neid instrumente kasutada."

Geari surumine vee alla Akvaariumid ja astronaudid peavad suruma oma varustust peaaegu 80 jalga sügavusel töökohtade vahel vastu voolu. (Csilla Ari D'Agostino)

Kuuskümmend kaks jalga maapinnast allpool tekkis meeskonnal ka logistikaprobleeme: Seadmed nägid vaeva Interneti-ühenduse loomisega, mikrofonid lõigati välja ja kiivri nöörid läksid muude äparduste kõrval lahti. Kõigi nende stsenaariumide jaoks pidi meeskond leidma probleemile omaette lahenduse. Pomponi sõnul näitas tema kogemus sukeldujatega suheldes oma varustuse käitamiseks ja tõrkeotsinguks seda, et tähtis on, et keegi meeskonnaliikmetest oleks teaduse alal ja mitte ainult missiooni kontrolli all.

"[Kui] olete Marsil ja saadate sõnumi missiooni juhtimisele tagasi, kulub sinna jõudmiseks 20 minutit ja siis veel 20 minutit, et vastus tagasi saada, " räägib Pomponi. Nii et teil on vähemalt 40-minutiline viivitus. Selle missiooni eesmärk oli spetsiaalselt mõelda astronautidele võimaluse tõrkeotsinguks ja ... teha iseseisvalt otsuseid, mis olid seotud meie tööprotseduuride või instrumentidega. "

Elupaigas olevad meeskonnaliikmed hindasid ka selliseid tööriistu nagu skaneeriv elektronmikroskoop (SEM), mis on sel aastal seotud rahvusvahelise kosmosejaamaga. "See on nagu SEM-i miniatuurne versioon, " ütleb Ari D'Agostino. "See on täiesti hämmastav, sest tavaliselt vajaksite peaaegu pool ruumi ja see oli nagu kohvimasina suurus." Meeskond kasutas SEMi proovide pildistamiseks nagu Pomponi käsnad ja kuna rõhk Veevalajas on 2, 5 korda suurem kui et pinnal võiksid ka akanautrid ja astronaudid teada anda, kuidas mikroskoop ekstreemses keskkonnas töötas.

Väljaspool Veevalajat merepõhjas proovisid meeskonna liikmed mitmeid uusi seadmeid, mida oleks võimalik kosmoses kasutada. Nad katsetasid uut meditsiinitehnikat, kuupaelu, mille nimi on Lunar Evakuation System Assembly (LESA) ja mis aitab töövõimetut astronauti tõsta ja transportida - see on hirmutav ülesanne ilma mehaanilise abita, arvestades, et vesikeskkonda kuuluvad 32-naelsed kiiver, nabanöör liini ja 10 kuni 20-naelise raskusega, et vältida akvaunutike pinnale hõljumist. Kosmoses muudaks astronaudi võrdselt mahukas riietus ja raskuse puudumine selle ülesande sama keeruliseks, tuues välja eelised, mida on nende uute kujunduste katsetamine vee all enne teisele planeedile saatmist.

Hindamaks, kuidas elutingimused mõjutasid nende vaimset võimekust, viis meeskond läbi igapäevaseid harjutusi, nagu näiteks kuulennu simulatsioon, mis pani proovile nende mitmefunktsiooni andmise võime, nõudes neilt sõiduki üheaegset maandumist, sissetulevate teadete lugemist ja selliste mõõdikute kutsumist nagu kõrgus.

Töö 3D-printimisega Samantha Cristoforetti ja Csilla Ari D'Agostino töötavad 3D-prinditud elupaigapaneelil, mis on ehitusmaterjalina kuu- või marsi elupaikadele. (Csilla Ari D'Agostino)

Üks osa Ari D'Agostino uurimistööst hõlmas grupi tervikuna käitumise uurimist. Ehkki mõned meeskonnad võivad vaimse ja füüsilise surve all mureneda, tegi NEEMO 23 meeskond sujuvat koostööd.

"Ilmselt oli väga stressirohkeid hetki, kui kõik olid väga koormatud, elupaik oli väga väike ja me ei pääsenud üksteisest minema, " räägib Ari D'Agostino. „Me pidime tõesti teadma, millal keegi abi vajab, millal keegi peab astuma ja millal keegi peab tagasi astuma. See oli väga-väga hea isiksuste segu ja meil oli väga lõbus. "

Nüüd merepinnast kõrgemal on meeskond hajutatud ning veedab järgmised nädalad oma andmeid analüüsides ja tulemustest teatades. Ari D'Agostino loodab, et saab tugimeeskonna osana aidata kaasa tulevastele NEEMO missioonidele.

"Naersime astronaudisõpradega natuke, et meil oli nüüd sünnitusjärgne depressioon, kui see suur asi on möödas, ja üritasime lihtsalt kajastada, " räägib ta. “Arvan, et meil oli vaja natuke aega, et seedida, mis tegelikult juhtus, sest midagi võis valesti minna ja õnneks mitte. Kogesime tõeliselt põnevaid ja suuri asju. ”

NASA teadlased ja astronaudid harjutavad kosmosemissioone merepõhjas