Čo nás učia o podvodných biotopoch o kozmických lodiach a prieskume

Pokiaľ ide o navrhovanie kozmických lodí a prípravu astronautov na život v nulovej gravitácii, oceán je najlepším testovacím prostredím na tejto strane stratosféry. Jednou z najužitočnejších podobností medzi hlbokým morom a hlbokým vesmírom je modifikovaná gravitácia. Gravitácia sa neznižuje pod vodou, ale vztlak proti nej pôsobí, čo umožňuje ľuďom zvyknúť si na nové typy pohybu a neočakávané kmene. Tiež je tu tlak, ktorý je veľmi variabilný a veľkosť ubytovania, ktorá nie je. Je to tesný priestor pod vodou, čo je dôvod, prečo je #submersiblelife taká dôležitá pre vesmírne agentúry, ktoré sa zaujímajú o dlhodobé účinky väzenia.

„Všetky tieto testy informujú o tom, čo musí byť konštrukcia kozmickej lode a iných zariadení,“ hovorí Bill Todd, veliteľ aquanautu prvej misie NASA Extreme Environment Mission Operations (NEEMO) do podvodného laboratória Aquarius na pobreží Floridy.

Podľa Todda, najväčší lekári inžinierov kozmickej lode môžu vziať z podvodných vozidiel sa týkajú systémov na podporu života. V obidvoch prípadoch je kritické pranie oxidu uhličitého, musí existovať potrava a odpadové hospodárstvo je problémom. Tieto abstrakcie sa prejavujú ako fyzikálne podobnosti: inžinieri navrhujú podvodné a vesmírne systémy s podobným zapojením a elektrickou účinnosťou, aby odolali podmienkam radenia.

Jednou z výhod práce v oceáne je, že podmienky sa menia. „Vo vodnom stĺpci môžeme zmeniť úroveň gravitácie,“ vysvetľuje Todd. „Môžeme ísť z úrovne mesačnej gravitácie, ktorá je asi 17 percent gravitácie Zeme. Alebo môžeme ísť na marťanskú gravitáciu, ktorá je asi 38 percent gravitácie Zeme. Alebo by sme mohli ísť na to, čo by ste mohli zažiť na asteroide alebo Medzinárodnej vesmírnej stanici, čo je mikrogravitácia alebo absencia gravitácie. “

Vo všetkých prípadoch je však cieľom udržať stabilný, podporujúci interiér v približne jednej atmosfére tlaku. To je pravdepodobne najväčší problém návrhári vozidiel musia zápasiť. „Jednotiacim prvkom sú ľudia,“ hovorí Bowen. „Astronauti potrebujú viac či menej rovnaké prostredie ako aquanaut.“

Jedným z veľkých cieľov misií NEEMO je pomôcť vyskúšať a zlepšiť systémy podpory života, ktoré by sa používali vo vesmíre. Nie sú to len tie, ktoré pomáhajú kontrolovať teplotu a vlhkosť v miestnosti a dodávajú priedušný vzduch do izolovaného biotopu - zahŕňajú aj osobné systémy, ktoré by astronaut nosil alebo nosil, kým sú mimo trvalo udržateľného biotopu.

Rozhodnutia pod vodou majú vážne dôsledky. A táto vážnosť - ako aj stres, ktorý ju sprevádza - je rozhodujúcou zložkou testovania v teréne nielen ako vybavenie, ale aj ľudské bytosti.

Misie NEEMO pracujú tak, že zriaďujú malú posádku s veliteľom a dvomi profesionálnymi akvanautmi a poverujú ich rôznymi druhmi výskumných projektov. Postupy a „letový plán“ sú veľmi podobné postupom používaným pri cestovaní vesmírom. Všetky aktivity sú navrhnuté tak, aby účastníkom umožnili odhaliť vesmírne lety, mínus g-sily na záchranu.

Navrhujú aj podobne štruktúrované biotopy.

Vesmírne lode a ponorky tiež nie sú rozdielne. Obaja často používajú valcový alebo sférický trup, ktorý pomáha plavidlu lepšie prechádzať cez príslušné prostredie. „Okrúhle tvary majú tendenciu mať nižšie profily ťahania,“ hovorí Andy Bowen, inžinier ponorných ponoriek v oceánografickej inštitúcii Woods Hole, čo uľahčuje podvodným plavidlám pohybovať sa vodou alebo kozmickou loďou, aby sa dostali do atmosféry Zeme.

Ďalším spoločným prvkom medzi týmito dvoma remeslami je pohyb. Podvodné plavidlá sú často navrhnuté s mechanizmami ťahu, ktoré umožňujú plavidlu pohybovať sa vo všetkých smeroch. Kozmická loď manévruje takmer identickým spôsobom v priestore. Prúdy vo vode simulujú gravitáciu v blízkosti planét, mesiacov a iných nebeských objektov.

Napriek tomu existujú obmedzenia, koľko astronautov a inžinierov kozmických lodí sa môže naučiť pod vodou; tieto dve prostredia sú predsa zásadne odlišné. „Kozmická loď sa zaoberá extrémnymi teplotnými zmenami, od extrémnych teplôt až po extrémne chladu,“ hovorí Todd. „Typicky musia byť ľahké a kompaktné. Podmorské je radikálne odlišné. Chcete byť ťažký - nie ľahký - aby ste odolali neuveriteľným zmenám tlaku, najmä keď idete hlbšie a hlbšie. “Preto sú trupy kozmických lodí väčšinou hliníkové, zatiaľ čo podvodné plavidlá zvyčajne používajú vysokotlakovú oceľ.

Obchody NASA v deprivácii a ťažkostiach a za týmto účelom hľadajú najhoršie nepríjemnosti, ktoré naša planéta ponúka. Pre túto chvíľu, oceán poskytuje stabilné kvapky ťažkostí, ale budúce expedície môžu vyžadovať podzemné analógové misie, alebo lávové misie alebo misie na ľade. Simulácia musí byť základnou súčasťou procesu pred spustením. Nemôžeme pripraviť astronautov na to, o čom nevieme, ale môžeme im pomôcť pripraviť sa na riešenie neznámeho.