Человечество стремится исследовать космос, отправляя астронавтов, посадочные модули и марсоходы на поверхность различных небесных тел. Эти среды обычно враждебны для здоровья человека и оборудования, поэтому планирование, тестирование и разработка технологий для таких миссий требуют тщательной подготовки.
Как учёные готовятся к исследованию человеком космоса?
Вы, возможно, слышали о многочисленных испытательных центрах для космических аппаратов и оборудования, но как они готовят человека к условиям космоса?
Один из способов проверить методы и выявить ситуации, которые могут возникнуть во время реальной миссии, — это использование симуляции, более известной в этой области как аналог. Исследователи выбирают и разрабатывают аналоговые миссии и среды, чтобы воспроизвести элементы реальной миссии, используя то, что доступно на Земле.
Где проводятся такие миссии?
Эти миссии проводятся в экстремальных условиях на Земле, которые сопоставимы с условиями на Луне или Марсе, в средах обитания, спроектированных для воспроизведения жилых помещений, или в сочетании обоих подходов. Исследователи могут использовать аналоги для изучения работы экипажа и процедур, а также для тестирования приборов, разрабатываемых для использования в космосе.
Например, работа с дрелью или гаечным ключом может показаться простой на Земле, но попробуйте сделать то же самое в плотных перчатках в громоздком скафандре в условиях пониженной гравитации. Внезапно всё становится не так просто. Тестирование таких сценариев на Земле позволяет исследователям выявить необходимые изменения перед запуском. Аналоги также могут тренировать членов экипажа, которые однажды выполнят реальную миссию.
Планетарный учёный о своём опыте
Я — планетарный учёный, что означает, что я изучаю геологию других планет. В настоящее время я изучаю среды на Земле, которые похожи на другие планеты, чтобы улучшить наше понимание их аналогов в Солнечной системе. Я участвовал в качестве волонтёра в одной из таких аналоговых миссий в качестве «аналогового астронавта», выполняя функции геолога экипажа и применяя свои предыдущие исследования поверхностей Луны и Марса.
Эти аналоговые миссии различаются по обстановке, продолжительности и интенсивности, но все они направлены на то, чтобы узнать больше о факторах, влияющих на человека в исследовании космоса.
Использование природных сред для аналоговых операций
Некоторые природные среды обычно используются для аналоговых операций, такие как вулканические ландшафты на западе США, искусственные кратеры в Неваде, естественный метеоритный кратер в Аризоне и исследовательские станции в Антарктиде. Эти места отражают геологические условия, с которыми экипажи, вероятно, столкнутся в будущих миссиях, и поэтому тренировки в этих местах помогают им выполнить реальные миссии.
Подготовка к миссиям
Большинство миссий требуют от претендентов наличия соответствующих дипломов. Они должны пройти медицинское обследование и психиатрическую оценку, чтобы выбрать людей со схожим опытом с астронавтами. Идеальный экипаж обычно состоит из участников, которые хорошо работают в команде и могут сохранять спокойствие в стрессовых ситуациях.
В состав экипажей также входит как минимум один человек с медицинской подготовкой на случай чрезвычайных ситуаций, а также различные учёные и инженеры для управления системами жизнеобеспечения среды обитания.
Опыт автора в аналоговой миссии
Я участвовал в моделируемой 28-дневной миссии на поверхности Луны в центре под названием Hi-SEAS в рамках исследования динамики и психологии экипажа в условиях крайней изоляции. Центр расположен на Мауна-Лоа, вулкане на большом острове Гавайи. Эта среда использовалась для различных исследований, поскольку вулканический ландшафт напоминает как Луну, так и некоторые части Марса, а изолированное местоположение имитирует пребывание в космосе.
После прибытия на Гавайи экипаж провёл три дня, изучая работу систем среды обитания, включая гидропонный сад и солнечные панели. Мы отрабатывали аварийные процедуры и учились выполнять другие задачи.
После этой ориентации мы были размещены в среде обитания на 28 дней. Мы сдали наши телефоны в центр управления полётами и могли получить доступ в интернет только для проверки электронной почты или использования нескольких предварительно одобренных веб-сайтов, необходимых для наших повседневных обязанностей.
Задачи и исследования
Наши дни были расписаны с задачами от пробуждения около 6:30 утра до отбоя около 22:00. Задачи включали в себя различные упражнения для оценки индивидуальной и групповой производительности. Они включали индивидуальные оценки — подобные ежедневному тесту IQ — и групповые компьютерные задания, такие как командный 3D-тетрис. Исследователи дистанционно отслеживали наше взаимодействие во время этих занятий, и результаты анализировались по мере продвижения миссии. Они использовали наши колебания производительности в этих занятиях как косвенный показатель для оценки уровня стресса, групповой сплочённости и индивидуального благополучия.
Кроме того, мы отправлялись на двух- или трёхчасовые внекорабельные мероприятия или экскурсии за пределы среды обитания через день. Во время этих экспедиций мы проводили геологические исследования вулкана. В наши «выходные» мы тратили два часа на физические упражнения в среде обитания. Мы должны были быть полностью одеты в имитацию скафандра каждый раз, когда выходили на улицу, и мы должны были соблюдать осторожность при работе с воздушным шлюзом. Мы никогда не были на улице одни.
Мы могли есть только сублимированные и порошкообразные продукты, помимо того, что мы могли вырастить в гидропонной системе. Нам не доставляли дополнительную еду во время нашего пребывания. Вода также была нормирована, что означало, что нам приходилось искать инновационные способы поддержания личной гигиены.
Заключение
Хотя иногда это было физически сложно, рабочая нагрузка не была чрезмерной. Мы были заняты весь день, поскольку некоторые повседневные задачи, такие как приготовление пищи, требовали больше усилий, чем в обычной жизни. Подготовка сбалансированных по питательным веществам и вкусных блюд при нормировании очень ограниченных ресурсов была сложной задачей, но также давала возможность проявить творческий подход к рецептам и ингредиентам.
Мы даже сумели испечь торт ко дню рождения одного из членов экипажа, используя протеиновый порошок из арахисового масла и какао-порошок для вкуса. После ужина каждую ночь мы делились предварительно сохранёнными фильмами и шоу, которые принесли с собой в среду обитания, поскольку мы не могли получить доступ в интернет.
Хотя это отличалось от нашей обычной повседневной жизни, опыт был уникальным. У нас было удовлетворение от осознания того, что наши усилия продвинули исследование космоса в его собственном небольшом масштабе, по одному тесту IQ и импровизированному торту за раз.
Предоставлено: The Conversation.
Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Читайте оригинальную статью.