Kaj nas podvodna habitata poučujejo o vesoljskih plovilih in raziskovanju

Ko gre za načrtovanje vesoljskih plovil in pripravo astronavtov na življenje brez gravitacije, je ocean najboljše testno okolje na tej strani stratosfere. Ena od najbolj uporabnih podobnosti med globokim morjem in globokim prostorom je spremenjena gravitacija. Gravitacija se ne zmanjšuje pod vodo, vendar jo vzgon nasprotuje in omogoča, da se ljudje navadijo na nove vrste gibanja in nepričakovane napetosti. Tudi tu je pritisk, ki je zelo različen in velikost prenočišč, ki pa ni. Podvodni del je tesen, zato je #submersiblelife tako pomemben za vesoljske agencije, ki so radovedne glede dolgoročnih učinkov omejitve.

"Vsi ti testi potrjujejo, kakšna mora biti zasnova vesoljskih plovil in druge opreme," pravi Bill Todd, poveljnik vodnega oddelka prve operacije misije NASA Extreme Environment (NEEMO) v podvodni laboratorij Aquarius ob obali Floride.

Todd pravi, da se največje lekcije, ki jih lahko inženirji vzamejo iz podvodnih vozil, nanašajo na sisteme za podporo življenju. V obeh primerih je čiščenje ogljikovega dioksida ključnega pomena, pri roki mora biti hrana, ravnanje z odpadki pa je problem. Te abstrakcije se kažejo kot fizične podobnosti: inženirji načrtujejo podvodne in vesoljske sisteme s podobnimi ožičenji in električno učinkovitostjo, da vzdržijo preusmeritvene pogoje.

Ena od prednosti dela v oceanu je, da se pogoji spreminjajo. »V vodnem stolpcu lahko spreminjamo gravitacijsko raven,« razlaga Todd. »Lahko gremo od lunine ravni gravitacije, ki je približno 17 odstotkov Zemljine gravitacije. Lahko gremo tudi na Marsovo gravitacijo, ki je približno 38% Zemljine gravitacije. Lahko pa gremo na to, kar bi lahko doživeli na asteroidu ali na Mednarodni vesoljski postaji, ki je mikrogravitacija ali odsotnost gravitacije."

Kljub temu je cilj v vseh primerih ohraniti stabilno notranjost, ki podpira približno eno atmosfero pritiska. To je verjetno največje vprašanje, s katerim se morajo soočiti oblikovalci vozil. »Združevalni element so ljudje,« pravi Bowen. "Astronavti zahtevajo bolj ali manj enako okolje kot aquanaut."

Eden od glavnih ciljev misij NEEMO je pomagati preizkusiti in izboljšati sisteme za podporo življenju, ki bi jih uporabljali v vesolju. Te niso le tiste, ki pomagajo nadzorovati sobno temperaturo in vlažnost, temveč oddajajo zrak v izoliranem življenjskem prostoru - vključujejo tudi osebne sisteme, ki bi jih astronavt nosil ali nosil, medtem ko so zunaj trajnostnega habitata.

Obstajajo resne posledice za podvodne odločitve. In ta resnost - kot tudi stres, ki jo spremlja - je ključna sestavina za testiranje na terenu, ne le opreme, ampak ljudi.

Misije NEEMO delujejo tako, da ustanovijo majhno posadko s poveljnikom in dvema strokovnima vodama, ter ju zadolžita za različne vrste raziskovalnih projektov. Postopki in „načrt leta“ so zelo podobni tistim, ki se uporabljajo v vesoljskih potovanjih. Dejavnosti so zasnovane tako, da udeležence izpostavijo napakam vesoljskih letov, minus sile g na dviganje.

Prav tako oblikujejo podobno strukturirane habitate.

Tudi vesoljska plovila in podmornice se ne razlikujejo po obliki. Oba pogosto uporabljata cilindrični ali sferični trup, ki plovilu omogoča boljšo plovbo po okoljih. "Okrogle oblike imajo običajno nižje profile vleka," pravi Andy Bowen, podvodni inženir pri Oceanografskem zavodu Woods Hole, zaradi česar se podvodna plovila lažje premikajo skozi vodo ali vesoljsko plovilo, da bi prišla iz Zemljine atmosfere.

Gibanje je še en skupen element med obema obrtništvu. Podvodna plovila so pogosto zasnovana s potisnimi mehanizmi, ki omogočajo plovilu, da se premika v vseh smereh. Vesoljska plovila manevrirajo skoraj na enak način v vesolju. Tokovi v vodi simulirajo gravitacijo v bližini planetov, lun in drugih nebesnih objektov.

Kljub temu pa obstajajo omejitve glede tega, koliko se lahko astronavti in inženirji vesoljskih plovil učijo pod vodo; oba okolja sta nenazadnje bistveno drugačna. "Vesoljska plovila se ukvarjajo z ekstremnimi temperaturnimi spremembami, od ekstremne vročine do izjemno hladne," pravi Todd. »Ponavadi morajo biti lahke in kompaktne. Podmorje je popolnoma drugačno. Hočete biti težki - ne lahki - prenesti izjemne spremembe tlaka, še posebej, ko greste globlje in globlje. “Zato so trupi vesoljskih plovil večinoma aluminijasti, medtem ko podvodna plovila običajno uporabljajo visokotlačna jekla.

V bistvu NASA-in prometniki v pomanjkanju in težavah in v ta namen iščejo najbolj nezaslišane neprijetnosti, ki nam jih ponuja naš planet. Zaenkrat ocean zagotavlja stalno kapljanje težav, toda prihodnje odprave lahko zahtevajo podzemne analogne misije ali misije lave ali misije na ledu. Simulacija mora biti temeljni del postopka pred zagonom. Ne moremo pripraviti astronavtov za tisto, česar ne vemo, vendar jim lahko pomagamo, da se pripravijo na obravnavo neznanega.