Co nás podvodní stanoviště učí o kosmických lodích a průzkumu

Pokud jde o navrhování kosmických lodí a přípravu kosmonautů pro život v nulovém gravitaci, oceán je nejlepším zkušebním prostředím na této straně stratosféry. Jednou z nejužitečnějších podobností hlubokého moře a hlubokého vesmíru je modifikovaná gravitace. Gravitace se nesnižuje pod vodou, ale vztlak proti ní působí, což lidem umožňuje zvyknout si na nové typy pohybu a neočekávané kmeny. Také tam je tlak, který je velmi variabilní a velikost ubytování, které není. Je to těsné prostory pod vodou, což je důvod, proč je #submersiblelife tak důležitý pro kosmické agentury, zvědavé na dlouhodobé účinky porodu.

„Všechny tyto testy informují o tom, co musí být design kosmických lodí a jiných zařízení,“ říká Bill Todd, velitel akvanautu prvního NASA Extreme Environment Mission Operations (NEEMO), který je součástí podvodní laboratoře Aquarius na Floridském pobřeží.

Podle Todda, největší lekci kosmických lodí inženýři mohou vzít z podvodních vozidel se týkají systémů podpory života. V obou případech je kritické promývání oxidem uhličitým, musí existovat potraviny a odpadové hospodářství je problém. Tyto abstrakce se projevují jako fyzikální podobnosti: konstruktéři navrhují podvodní a vesmírné systémy s podobným zapojením a elektrickou účinností, aby vydrželi podmínky řazení.

Jednou z výhod práce v oceánu je, že podmínky se posouvají. „Ve vodním sloupci můžeme změnit úroveň gravitace,“ vysvětluje Todd. „Můžeme jít z úrovně měsíční gravitace, která je asi 17% gravitace Země. Nebo můžeme jít do marťanské gravitace, která je asi 38 procent gravitace Země. Nebo bychom mohli jít na to, co byste mohli zažít na asteroidu nebo Mezinárodní kosmické stanici, což je mikrogravitace nebo nepřítomnost gravitace. “

Ve všech případech je však cílem udržet stabilní, podpůrný interiér v přibližně jedné atmosféře tlaku. Toto je pravděpodobně největší problém, s nímž se musí potýkat návrháři vozidel. „Sjednocujícím prvkem jsou lidé,“ říká Bowen. „Astronauti vyžadují víceméně stejné prostředí než aquanaut.“

Jedním z velkých cílů misí NEEMO je pomáhat testovat a zlepšovat systémy podpory života, které by se daly využít ve vesmíru. Nejsou to jen ty, které pomáhají kontrolovat teplotu a vlhkost v místnosti a dodávají prodyšný vzduch do izolovaného stanoviště - zahrnují také osobní systémy, které by astronaut nosil nebo nosil, když jsou mimo udržitelné prostředí.

Existují vážné důsledky pro rozhodnutí učiněná pod vodou. A tato vážnost - stejně jako stres, který ji doprovází - je rozhodující složkou pro testování v terénu nejen jako vybavení, ale i lidské bytosti.

Mise NEEMO pracují tak, že zřizují malou posádku s velitelem a dvěma profesionálními aquanauty a pověřují je různými druhy výzkumných projektů. Postupy a „letový plán“ jsou velmi podobné těm, které se používají v kosmickém cestování. Všechny aktivity jsou navrženy tak, aby účastníky vystavily přísným podmínkám kosmického letu, mínus g-síly na záchranu.

Rovněž navrhují podobně strukturovaná stanoviště.

Vesmírné lodě a ponorky nejsou ve tvaru ani jiné. Oba často používají válcový nebo kulový trup, který pomáhá plavidlu lépe se orientovat v jejich prostředí. „Kulaté tvary mají tendenci mít nižší profily tažení,“ říká Andy Bowen, inženýr ponorných ponorů u oceánografického institutu Woods Hole, což usnadňuje podvodním plavidlům pohybovat se vodou nebo kosmickou lodí, aby se dostaly do atmosféry Země.

Dalším společným prvkem mezi oběma řemesly je pohyb. Podmořská plavidla jsou často navržena s mechanismy, které umožňují plavidlu pohybovat se všemi směry. Kosmická loď manévruje téměř ve stejné módě ve vesmíru. Proudy ve vodě simulují gravitaci blízko planet, měsíců a dalších nebeských objektů.

Přesto existují omezení, kolik astronauti a inženýři kosmických lodí se mohou pod vodou naučit; obě prostředí jsou v zásadě odlišná. „Kosmická loď se zabývá extrémními teplotními změnami, od extrémního tepla až po extrémní chlad,“ říká Todd. „Obvykle musí být lehké a kompaktní. Podmoří je radikálně odlišné. Chcete být těžký - ne světlo - abyste vydrželi neuvěřitelné změny tlaku, zejména když jdete hlouběji a hlouběji. “Proto jsou trupy kosmických lodí většinou hliníkové, zatímco podmořská plavidla obvykle používají vysokotlakou ocel.

Obchody NASA v deprivaci a obtížích a za tímto účelem hledají nejhorší nepříjemnosti, které může naše planeta nabídnout. Prozatím oceán poskytuje stabilní kapky obtíží, ale budoucí expedice mohou vyžadovat podzemní analogové mise nebo lávové mise nebo mise na ledě. Simulace musí být základní součástí procesu před spuštěním. Nemůžeme připravit astronauty na to, o čem nevíme, ale můžeme jim pomoci připravit se na řešení neznámého.