Hvilke undervandshabitater underviser os om rumfartøjer og efterforskning

Når det kommer til at designe rumfartøjer og forberede astronauter til livet i nul tyngdekraften, er havet det bedste testmiljø på denne side af stratosfæren. En af de mest nyttige ligheder mellem dybhavet og det dybe rum er modificeret tyngdekraft. Gravity falder ikke under vandet, men opdrift modvirker det, så mennesker bliver vant til nye former for bevægelse og uventede stammer. Der er også trykket, som er meget variabelt og størrelsen af ​​logierne, hvilket ikke er det. Det er stramme underkvarterer, hvorfor #submersiblelife er så relevant for rumbureauer nysgerrige om de langsigtede virkninger af indespærring.

"Alle disse tests informerer hvad design af rumfartøjer og andet udstyr skal være," siger Bill Todd, Aquanaut Commander for de første NASA Extreme Environment Mission Operations (NEEMO) til vandmandsundervands laboratoriet ud for Floridas kyst.

Ifølge Todd, kan de største lektier rumfartøjer ingeniører tage fra undervands køretøjer vedrører livsstøttesystemer. I begge tilfælde er kuldioxidrensning kritisk, der skal være mad til rådighed, og affaldshåndtering er et problem. Disse abstraktioner manifesterer sig som fysiske ligheder: Ingeniører designer undervands- og rumsystemer med tilsvarende ledningsføring og elektriske effektivitet for at modstå skiftende forhold.

En af fordelene ved at arbejde i havet er, at forholdene skifter. "I vandkolonnen kan vi ændre gravitationsniveauet," forklarer Todd. "Vi kan gå fra et tungt gravitationsniveau, som er omkring 17 procent af jordens tyngdekraft. Eller vi kan gå til en martens tyngdekraft, som er omkring 38 procent af jordens tyngdekraft. Eller vi kunne gå til, hvad du måske oplever på en asteroide eller den internationale rumstation, som er mikrogravity eller fraværet af tyngdekraften."

Men i alle tilfælde er målet at opretholde et stabilt, støttende interiør i omtrent en atmosfære af tryk. Dette er sandsynligvis det største problem, som køretøjsdesignere skal kæmpe med. "Det samlede element er mennesker," siger Bowen. "Astronauterne kræver mere eller mindre det samme miljø end en aquanaut gør."

Et af de store mål fra NEEMO-missionerne er at hjælpe med at teste og forbedre livsstøttesystemer, som man ville bruge i rummet. Disse er ikke kun dem, der hjælper med at styre rumtemperatur og fugtighed og leverer åndbar luft til et isoleret habitat - de omfatter også personlige systemer, som en astronaut ville bære eller bære, mens de er uden for et bæredygtigt levested.

Der er alvorlige konsekvenser for beslutninger foretaget under vandet. Og den alvor - såvel som den stress der ledsager det - er en kritisk ingrediens til feltprøvning, ikke kun udstyr, men mennesker.

NEEMO missioner arbejder ved at oprette et lille besætningsmedlem med en kommandør og to professionelle aquanauts og opgaver dem med forskellige former for forskningsprojekter. Procedurerne og "flyplan" svarer meget til dem, der bruges i rumrejser. Aktiviteterne er alle designet til at udsætte deltagere for riget af rumflyvning, minus g-kræfterne på løft.

De designer også tilsvarende strukturerede levesteder.

Rumfartøjer og ubåde er heller ikke forskellige i form. Begge bruger ofte et cylindrisk eller sfærisk skrog, der hjælper fartøjet bedre at navigere gennem deres respektive miljøer. "Runde former har tendens til at have lavere trækprofiler", siger Andy Bowen, en undervandsfartøjsingeniør ved Woods Hole Oceanographic Institution, hvilket gør det lettere for et undervandsfartøj at flytte gennem vand eller et rumfartøj for at gøre det uden for Jordens atmosfære.

Bevægelse er et andet fælles element mellem de to håndværk. Undervandsfartøjer er ofte designet med trykmekanismer, der gør det muligt for fartøjet at bevæge sig i alle retninger. Rumfartøjer manøvrerer næsten på samme måde i rummet. Strømme i vand simulere tyngdekraften nær planeter, måner og andre himmelske genstande.

Alligevel er der begrænsninger for, hvor meget astronauter og rumfartøjer ingeniører kan lære under vandet; de to miljøer er jo fundamentalt forskellige. "Rumfartøjer håndterer ekstreme temperaturændringer, fra ekstrem varme til ekstrem kulde," siger Todd. "De skal typisk være lette og kompakte. Undersea er radikalt anderledes. Du vil være tung - ikke lys - for at modstå utrolige trykforandringer, især når du går dybere og dybere. "Derfor er rumfartøjets skrog hovedsagelig aluminium, mens undervandsfartøjer normalt bruger højtryksstål.

Grundlæggende handler NASA-trafikker i deprivation og vanskeligheder og søger i den forbindelse de mest uhyrlige ulemper, vores planet har at tilbyde. For øjeblikket giver havet et konstant udbrud af vanskeligheder, men fremtidige ekspeditioner kan kræve underjordiske analoge missioner, eller lava missioner eller ismissioner. Simulering skal være en grundlæggende del af processen før lanceringen. Vi kan ikke forberede astronauter til det, vi ikke ved, men vi kan hjælpe dem med at forberede sig til at håndtere det ukendte.