Avaruusharjoituksen varhaisimmista päivistä lähtien NASA on upottanut astronautit vedenalaiseksi simuloimaan painotonta kokemusta liikkumisesta mikropainossa. Esimerkiksi vuonna 1966 Buzz Aldrin harjoitteli avaruuskävelyä Gemini-avaruusaluksen mallilla suuressa uima-altaalla Marylandissa valmistautuakseen Gemini 12 -operaatioon. Vuonna 1983 astronautit harjoittivat liikkumista täysimittaisessa mallissa avaruus sukkulan lastialueesta Johnson Space Centerin painottoman ympäristöharjoittelukeskuksen (WETF) avulla. Vedenalaisen koulutuksen menestys sai lopulta aikaan neutraalien kelluvuuslaboratorioiden perustamisen Houstoniin, joka on maailman suurin sisävesistö, joka pystyy pitämään malleja kansainvälisen avaruusaseman suurimmista osista.
Vuodesta 2001 astronautit ovat kouluttaneet ja kokeilleet laitteita avomerellä osana NASA Extreme Environment Operation -operaatiota eli NEEMO-ohjelmaa. Viime kuussa vesimiesten ja astronautien miehistö pestiin viettäessään yhdeksän päivää vedenalaisessa elinympäristössä, joka tunnetaan nimellä Aquarius Reef Base, joka sijaitsee 62 jalkaa merenpinnan alapuolella Floridan Key Largon rannikolla. Retkikunta, NEEMO 23, oli uusin joukko tehtäviä, joissa Atlantin valtameren pohjaa käytettiin mahdollisten syvän avaruustekniikan ja -menetelmien koealueena. Vain noin 40 jalkaa pitkä ja 20 jalkaa leveä Aquarius, osa Floridan kansainvälistä yliopistoa, on myös ihanteellinen testilattia ahtaissa tiloissa asumisen ja työskentelyn fyysisten ja henkisten vaikutusten tutkimiseksi.
Vaikka ohjelma on ollut olemassa jo lähes kaksi vuosikymmentä, tämä oli ensimmäinen NEEMO-tehtävä, jolla oli naispuolinen NASA-tutkimusryhmä. NEEMO-miehistön jäsen Csilla Ari D'Agostino, eteläisen Floridan yliopiston neurobiologi, selittää, että tämän virkamatkan aikana kerätyt tiedot ovat avainasemassa luomalla täydellinen kuva siitä, kuinka kaikki astronautit saattavat käyttäytyä avaruudessa, etenkin koska aiemmat NEEMO-miehistöt olivat ensisijaisesti miehiä.
"On tärkeää kerätä tietoja molemmista sukupuolista", Ari D'Agostino sanoo. ”Jos on eroa, meidän on selvitettävä, kuinka hallita sitä. Jos ei, niin meidän on tiedettävä se myös. "
Kaksi NEEMO 23 -tiimin jäsentä valmistelevat välineet sienien aineenvaihdunnan mittaamiseksi. (Karl Shreeves) Ari D'Agostinon kanssa liittyivät akvautti Shirley Pomponi, meribiologi Floridan Atlantin yliopiston satamaosaston merentutkimuslaitoksessa, ja NASAn astronautiehdokas Jessica Watkins. Ryhmää johti italialainen astronautti Samantha Cristoforetti, joka vietti 200 päivää avaruudessa vuosina 2014 ja 2015 - ennätyksellisen avaruuslennon eurooppalaiselle.
Ryhmän ei-astronautit valittiin sukelluskokemuksensa ja oman tutkimuksensa vuoksi. Ari D'Agostino tutkii sukelluksen fysiologisia vaikutuksia, kuten mitä tapahtuu, kun sukeltajat hengittävät happea korkeapaineisissa ympäristöissä. Retkikunnan aikana hän tutki myös ryhmädynamiikkaa ja miten käyttäytyminen muuttuu fyysisen ja henkisen stressin alla. Pomponi puolestaan tutkii merisieniä ja testasi uutta kädessä pidettävää näytteenottotyökalua, jolla voisi olla potentiaalisia sovelluksia avaruudessa, kuten näytteenotto planeettakivet ja sedimentit.
Aikaisemmissa NEEMO-operaatioissa keskityttiin toimintojen simulointiin asteroidin pinnalla, mutta NEEMO 23 testasi uusia varusteita ja toimintaprotokollia Kansainväliselle avaruusasemalle sekä tulevia syvän avaruuden tehtäviä kuuun ja Marsiin.
Tyypillisenä päivänä puolet miehistön jäsenistä vietti viisi tuntia aluksen testauslaitteiden ulkopuolella ja näytteenottoa, kun taas sisätiloissa vastuussa työn ohjaaminen ja yhteydenpito operaation hallintaan. ”Joskus olisin yhteydessä toisiinsa neljän eri ihmisen kanssa kerralla”, Pomponi sanoo. "Olin kommunikoimassa sukeltajien, tiedeviestinnän, operaation hallinnan ja jonkun kanssa elinympäristön sisällä."
Vesimiehen sisällä Pomponi neuvoi ulkona olevia sukeltajia käyttämään tutkimuslaitteitaansa sieninäytteiden keräämiseen ja niiden metabolisen aktiivisuuden mittaamiseen. Tämä menetelmä toimi analogisena tuleville Mars-operaatioille, joissa astronautille voidaan antaa tehtäväksi käyttää jonkun muun suunnittelemia erikoistyökaluja.
"Maalla harjoitettiin etukäteen vähän koulutusta, mutta ei paljon", Pomponi sanoo. "Mutta avaruudessa tutkiessaan siellä olevat astronautit eivät välttämättä ole niitä, jotka osaavat käyttää näitä instrumentteja."
Vesiviljelyasemien ja astronautien on työnnettävä virtaa vasten kuljettaakseen varusteitaan työpaikkojen välillä lähes 80 metrin syvyydessä. (Csilla Ari D'Agostino) Kuusikymmentäkaksi jalkaa pinnan alapuolella joukkue joutui myös logistisiin ongelmiin: Laitteet kamppailivat muodostaakseen yhteyden Internetiin, mikrofonit leikattiin pois ja kypärän johdot löystyivät muun muassa epäonnistuksiin. Jokaiselle näistä tilanteista ryhmän oli löydettävä ratkaisu ongelmaan yksin. Pomponi kertoo kokemuksestaan kommunikoida sukeltajien kanssa laitteiden käyttämiseksi ja vianmääritykseksi osoittaen, että on tärkeää saada joku tieteellisestä asiantuntemuksesta osaksi miehistöä eikä vain operaation valvonnassa.
"[Jos] olet Marsilla ja lähetät viestin takaisin operaation hallintaan, kestää 20 minuuttia [sinne] pääsemiseen ja sitten vielä 20 minuuttia vastauksen saamiseen", Pomponi sanoo. Joten sinulla on vähintään 40 minuutin viive. Tämä tehtävä oli erityisesti suunniteltu ajattelemaan astronautien mahdollisuuden vianmääritystä ja… tekemään omia päätöksiä, jotka liittyivät käyttämiimme menettelyihin tai välineisiin. ”
Tiimin jäsenet luontotyypin sisällä arvioivat myös työkaluja, kuten pyyhkäisyelektronimikroskoopin (SEM), joka on sidottu kansainväliseen avaruusasemaan tänä vuonna. "Se on kuin SEM: n pienoisversio", Ari D'Agostino sanoo. "Se on ehdottoman hämmästyttävää, koska yleensä tarvitset melkein puolet huoneesta, ja tämä oli kuin kahvinkeittimen koko." Ryhmä käytti SEM-kuvaa näytteiden kuvaamiseen, kuten Pomponin sienet, ja koska paine Vesimiehen sisällä on 2, 5 kertaa suurempi kuin että pinnan pinnalla vesimäärät ja astronautit voisivat myös kertoa mikroskoopin toiminnasta äärimmäisessä ympäristössä.
Vesimiehen ulkopuolella merenpohjassa joukkueen jäsenet kokeilivat useita uusia laitteita mahdollista käyttöä varten avaruudessa. He testasivat uutta lääkinnällistä laitteistoa, kuunpaareja, nimeltään Lunar Evakuation System Assembly (LESA), jotka auttavat nostamaan ja kuljettamaan työkyvyttömän astronautin - pelottava tehtävä ilman mekaanista apua, kun otetaan huomioon, että vesistöihin kuuluu 32-naulainen kypärä, napanuora. linja ja 10 - 20 paunan paino estämään vesiviljelyaineiden lentäminen pinnalle. Avaruudessa astronautin yhtä suuri tilavuus ja painovoiman puute tekisivät tämän tehtävän yhtä vaikeaksi, korostaen näiden uusien mallien testaamisen etuja vedenalaisessa tilassa ennen lähettämistä toiselle planeetalle.
Arvioidakseen, kuinka elinolosuhteet vaikuttivat heidän henkiseen soveltuvuuteensa, miehistö suoritti päivittäin harjoituksia, kuten kuun lentosimulaation, joka testasi heidän kykynsä monitoimintoihin vaatimalla heitä laskeutumaan samanaikaisesti ajoneuvoon, lukemaan saapuvat viestit ja kutsumaan esiin metrit, kuten korkeus.
Samantha Cristoforetti ja Csilla Ari D'Agostino työskentelevät 3D-painetulla elinympäristöpaneelilla, joka on rakennusmateriaalina kuun tai marsin elinympäristöille. (Csilla Ari D'Agostino) Osa Ari D'Agostinon tutkimusta koski ryhmän käyttäytymistä kokonaisuutena. Vaikka jotkut joukkueet saattavat murentua henkisen ja fyysisen paineen alaisena, NEEMO 23-miehistö teki yhteistyötä saumattomasti.
"Ilmeisesti oli erittäin stressaavia hetkiä, jolloin kaikki olivat hyvin työtehtävissä, elinympäristö oli hyvin pieni eikä meistä päästy eroon toisistamme", Ari D'Agostino sanoo. ”Meidän piti todella tietää, milloin joku tarvitsee apua, milloin jonkun on astuttava sisään ja milloin jonkun on askel taaksepäin. Se oli erittäin, erittäin hyvä sekoitus persoonallisuuksia, ja meillä oli hauskaa. ”
Nyt takaisin merenpinnan yläpuolelle joukkue on hajaantunut ja viettää seuraavat viikot analysoimalla tietojaan ja ilmoittamalla lopulta tulokset. Ari D'Agostino toivoo voivansa osallistua tuleviin NEEMO-operaatioihin osana tukiryhmää.
"Nauroimme hiukan astronautikavereiden kanssa siitä, että meillä oli synnytyksen jälkeinen masennus nyt, kun tämä iso asia on ohi, ja yritimme vain pohtia", hän sanoo. ”Mielestäni tarvitsimme vähän aikaa sulattaaksemme mitä todella tapahtui, koska jotain olisi voinut mennä pieleen eikä onneksi käynyt. Koimme todella jännittäviä ja suuria asioita. ”
