Hvilke undervannshabitater lærer oss om romfart og utforskning

Når det gjelder å designe romfart og forberede astronauter for livet i null tyngdekraften, er havet det beste testmiljøet på denne siden av stratosfæren. En av de mest nyttige likhetene mellom dyphavet og dyprommet er modifisert tyngdekraft. Gravity reduseres ikke under vann, men oppdrift motvirker det, slik at mennesker blir vant til nye typer bevegelse og uventede stammer. Også, det er trykket, som er svært variabelt og størrelsen på innlosjingene, som ikke er. Det er stramme undervannsfelt, hvorfor #submersiblelife er så relevant for rombyråer nysgjerrige på de langsiktige effektene av inneslutning.

"Alle disse tester informerer hva design av romfartøy og annet utstyr må være," sier Bill Todd, Aquanaut-kommandøren for den første NASA Extreme Environment Mission Operations (NEEMO) til Aquarius undersjøisk laboratorium utenfor Floridas kyst.

Ifølge Todd, kan de største leksjonene romfartsingeniører ta fra undervannsfartøyer til livsstøttesystemer. I begge tilfeller er kullsyrevasking kritisk, det må være mat på hånden, og avfallshåndtering er et problem. Disse abstraksjonene manifesterer seg som fysiske likheter: Ingeniører designer undervanns- og romsystemer med tilsvarende ledninger og elektriske effektiviteter for å motstå skiftende forhold.

En av fordelene ved å jobbe i havet er at forholdene skifter. "I vannsøylen kan vi endre tyngdekraftsnivået," forklarer Todd. "Vi kan gå fra et tungt gravitasjonsnivå, som er omtrent 17 prosent av jordens tyngdekraft. Eller vi kan gå til en tysk gravitasjon, som er omtrent 38 prosent av jordens tyngdekraft. Eller vi kunne gå til det du kan oppleve på en asteroide eller den internasjonale romstasjonen, som er mikrogravity, eller fraværet av tyngdekraften."

I alle tilfeller er målet fortsatt å opprettholde et stabilt, støttende interiør i omtrent en atmosfære av trykk. Dette er trolig det største problemet kjøretøyet designere må kjempe med. "Det samlende elementet er mennesker," sier Bowen. "Astronautene krever mer eller mindre det samme miljøet enn en aquanaut gjør."

Et av de store målene fra NEEMO-oppdragene er å bidra til å teste ut og forbedre livsstøttesystemene man ville bruke i rommet. Disse er ikke bare de som hjelper til med å kontrollere romtemperatur og fuktighet og gir åndbar luft til et isolert habitat - de inkluderer også personlige systemer som en astronaut ville ha på seg eller bære mens de er utenfor et bærekraftig habitat.

Det er alvorlige konsekvenser for beslutninger gjort under vann. Og den seriøsiteten - samt stresset som følger med det - er en kritisk ingrediens for feltprøving, ikke bare utstyr, men mennesker.

NEEMO-oppdrag arbeider ved å sette opp et lite mannskap med en kommandør og to profesjonelle aquanauts, og pådriver dem med ulike typer forskningsprosjekter. Prosedyrene og "flyplanen" er svært lik de som brukes i romferie. Aktivitetene er alle designet for å avsløre deltakere til rigorene for spaceflight, minus g-krefter på løft.

De designer også tilsvarende strukturerte habitater.

Romfartøy og ubåter er heller ikke forskjellige i form. Begge bruker ofte et sylindrisk eller sfærisk skrog som hjelper båten til å navigere bedre gjennom sine respektive miljøer. "Runde figurer har en tendens til å ha lavere dragerprofiler," sier Andy Bowen, en undervannsingeniør på Woods Hole Oceanographic Institution, noe som gjør det lettere for et undervannsfartøy å flytte gjennom vann eller romfartøy for å gjøre det ut av jordens atmosfære.

Bevegelse er et annet vanlig element mellom de to håndverkene. Undervannsfartøy er ofte utformet med trykkmekanismer som lar båten bevege seg i alle retninger. Spacecraft manøvrerer på nesten samme måte i rommet. Strømmer i vann simulerer tyngdekraften nær planeter, måner og andre himmelske gjenstander.

Likevel er det begrensninger for hvor mye astronauter og romfartøy ingeniører kan lære under vann; de to miljøene er jo jo fundamentalt forskjellige. "Spacecraft håndterer ekstreme temperaturendringer, fra ekstrem varme til ekstrem kulde," sier Todd. "De trenger vanligvis å være lette og kompakte. Undersea er radikalt annerledes. Du vil være tung - ikke lys - for å motstå utrolige trykkendringer, spesielt når du går dypere og dypere. "Derfor er skrogene til romfartøyer hovedsakelig aluminium, mens undervannsfartøy vanligvis bruker høytrykkstål.

Grunnleggende, NASA-traffik i mangel og vanskeligheter, og i den hensikt søker de mest opprørende ulempene våre planet har å tilby. For nå gir havet et jevn drypp av vanskeligheter, men fremtidige ekspedisjoner kan kreve underjordiske analoge oppdrag, eller lava-oppdrag eller ismisjoner. Simulering må være en viktig del av pre-lanseringsprosessen. Vi kan ikke forberede astronauter til det vi ikke vet om, men vi kan hjelpe dem med å forberede seg til å håndtere det ukjente.