Высокая синяя бездна. Как NASA готовит астронавтов к космосу в морских глубинах

С самых первых дней космических тренировок NASA погружало астронавтов под воду, чтобы имитировать движение в условиях микрогравитации. Например, в 1966 году Базз Олдрин готовился к выходу в открытый космос в рамках миссии "Джемини-12" с помощью макета космического корабля в большом бассейне в Мэриленде. В 1983-м астронавты практиковались в передвижении по полноразмерной модели грузового отсека космического челнока в Космическом центре имени Линдона Джонсона, где также располагается крупный бассейн. Со временем успех подводных тренировок побудил к созданию Лаборатории нейтральной плавучести в Хьюстоне – крупнейшего в мире закрытого водоема, способного вместить модели основных участков Международной космической станции.

Но начиная с 2001 года, обучение астронавтов и испытание оборудования стало проходить в открытом океане в рамках программы NASA Extreme Environment Operation, или NEEMO. Не далее как в прошлом месяце такую подготовку прошли астронавты и акванавты экспедиции NEEMO 23. Они провели 9 дней на "Аквариусе" – подводной базе, расположенной в 19 метрах под поверхностью океана у побережья Ки-Ларго, штат Флорида. Насчитывая всего 12 м в длину и 6 м в ширину, этот объект идеально подходит для изучения физических и психических последствий жизни и работы в ограниченном пространстве.

В NEEMO только девушки

Хотя программа NEEMO существует уже почти двадцать лет, это была первая миссия, в которой исследовательская группа состояла исключительно из женщин. По словам одной из участниц экспедиции, нейробиолога из Университета Южной Флориды Силлы Ари Д"Агостино, такое решение позволит составить более полную картину того, как астронавты могут вести себя в космосе. Ведь в прошлом экипажи NEEMO были преимущественно мужскими.

"Важно собирать данные по обоим полам, – говорит Ари д"Агостино. – Если есть разница, мы должны выяснить, как с этим справиться. Если нет, то мы тоже должны это знать".

Ари д"Агостино не метит на путешествие за линию Кармана, но ее присутствие среди членов NEEMO было не случайным. Во время экспедиции она изучала групповую динамику и то, как меняется поведение людей при физических и психических нагрузках. Кроме того, физиологические эффекты погружения – ее специализация, и "Аквариус" является самым подходящим местом для их изучения.

Нейробиолог из Флориды – не единственная участница NEEMO 23, чья профессиональная деятельность связана с морскими глубинами. Акванавт Ширли Помпони, морской биолог из Океанографического института Флоридского Атлантического университета изучает морские губки. В ходе миссии она испытывала новый ручной инструмент для отбора проб, который может пригодиться не только в земных океанах, но и в космосе. Например, для сбора планетарных пород.

Однако главой экспедиции стала опытный астронавт европейского космического агентства ESA Саманта Кристофоретти. В 2014 и 2015 годах она провела в космосе 200 дней – рекорд среди европейцев. Компанию ей составила кандидат в астронавты NASA Джессика Уоткинс.

Астронавт ESA и глава миссии NEEMO 23 Саманта Кристофоретти испытывает инструмент для сбора геологических образцов, который пригодится для будущих миссий на поверхности Луны

Жизнь на дне

Предыдущие миссии NEEMO были посвящены моделированию действий на поверхности астероида, но 23-я имела цель проверить новое оборудование и рабочие протоколы для МКС и будущих полетов в дальний космос на Луну и Марс.

В обычный день половина членов экипажа проводила до пяти часов за пределами "Аквариуса", испытывая оборудование и собирая образцы, в то время как те, кто был в помещении, отвечали за руководство работой и связь с управлением миссией. "Иногда я общалась с четырьмя разными людьми одновременно, – вспоминает Помпони. – Я общалась с дайверами, с научными отделами, с центром управления миссией и с кем-то внутри базы".

Внутри "Аквариуса" Помпони инструктировала дайверов, находившихся снаружи, как использовать ее исследовательское оборудование для сбора образцов губки и измерения их метаболической активности. Участники будущих миссий на Марс тоже могут пройти через такой опыт, когда придется обращаться со специализированными инструментами, в которых кто-то другой разбирается лучше.

Важно

Украденное наследие. Пять выдающихся женщин-ученых, чья слава досталась мужчинам

В девятнадцати метрах под водой команде пришлось столкнуться не только с необходимостью быстро обучаться работе с малознакомым оборудованием. Обычные технические трудности тоже не миновали экипаж NEEMO 23. Проблемы с подключением к Интернету, отключение микрофонов, ослабление шнуров шлемов – в ходе миссии случались эти и другие неудачи, и решать их "подводницам" приходилось самостоятельно. Помпони отмечает: для таких случаев чрезвычайно важно, чтобы люди, способные устранить неисправность, находились непосредственно в команде, а не только в центре управления миссией.

"Когда вы находитесь на Марсе и отправляете сообщение в центр управления полетом, то потребуется 20, чтобы оно дошло туда, а потом еще 20 минут, чтобы получить ответ, – говорит она. – Это как минимум 40-минутная задержка". По ее словам, дать членам экипажа возможность устранять неполадки и самостоятельно принимать решения, связанные с процедурами и используемым оборудованием, было одной из целей подводной миссии.

Кандидат в астронавты NASA Джессика Уоткинс тестирует оборудование, разработанное европейским космическим агентством ESA

И конечно, участницы NEEMO смогли испытать новые инструменты. Например, сканирующий электронный микроскоп (СЭМ), который в этом году отправляется на Международную космическую станцию. "Это как бы миниатюрная версия СЭМ, – рассказывает Ари д"Агостино. – Это совершенно удивительно, потому что обычно он занимает почти половину комнаты, а этот был размером с кофеварку".

Команда использовала СЭМ для получения изображения образцов, например, изучаемых Помпони губок. А поскольку давление внутри "Аквариуса" в 2,5 раза выше, чем на поверхности, акванавты и астронавты могли также изучить, как микроскоп работает в экстремальных условиях.

Кроме того, гости "Аквариуса" протестировали новое медицинское оборудование – лунные носилки Lunar Evacuation System Assembly (LESA). Они предназначены для подъема и транспортировки пострадавших членов экипажа – непростая задача без механической помощи, учитывая, что подводные скафандры включают в себя 14,5-килограммовый шлем, да еще и груз на 4,5-9 кг, чтобы акванавты не всплывали на поверхность. В космосе столь же громоздкий наряд астронавта и отсутствие гравитации сделали бы эту задачу такой же сложной, так что было важно протестировать новую разработку под водой, прежде чем отправлять ее на другую планету.

Проверка на прочность

Экспедиции, подобные NEEMO, не говоря уж о космических путешествиях – это испытание не только для техники, но и для людей. В ходе миссии участницам приходилось ежедневно выполнять различные упражнения, позволяющие оценить влияние экстремальных условий жизни на умственные способности. Например, они проходили симуляцию лунного полета, в ходе которой требовалось одновременно решать несколько задач: заниматься посадкой транспортного средства, читать входящие сообщения и изучать всевозможные показатели.

Ари Д"Агостино изучала поведение группы в целом. Хотя некоторые команды могут распадаться из-за умственного и физического напряжения, по ее словам, экипаж NEEMO 23 сотрудничал без проблем.

"Конечно, были весьма стрессовые моменты, когда все были очень загружены, а среда обитания очень тесной, и мы постоянно оказывались на дороге друг у друга, – говорит Ари д"Агостино. – Нам действительно нужно было знать, когда кому-то нужна помощь, когда нужно вмешаться, а когда лучше отступить. Это было очень, очень хорошее сочетание личностей, и мы весело проводили время".

Теперь, вернувшись на сушу, команда рассредоточена и проведет ближайшие недели, анализируя данные и постепенно сообщая о результатах. Ари Д"Агостино надеется, что сможет участвовать и в будущих миссиях NEEMO. "Мы шутили с друзьями-астронавтами, что после завершения экспедиции у нас послеродовая депрессия, и мы просто пытались осмыслить произошедшее", – говорит она. Нейробиолог из Флориды полагает, что вместе с другими членами экипажа ей удалось пережить нечто "действительно захватывающее".

По материалам Smithsonian.

Важно

300 миллионов лье за звездой. Почему NASA решило искать внеземную жизнь на Гавайях