Forsker på effektene av simulerte romhabitater på mannskaper under kontrollerte og isolerte forhold

Gjeldende internasjonale veikart for utforskning av menneskelig rom ser for seg månedslange opphold på månen i løpet av de neste tiårene, med mannskapsoppdrag til Mars som det langsiktige målet. De psykologiske effektene av menneskelig romfart, spesielt i betydningen isolasjon og innesperring, må utforskes i forkant av romfartsoppdrag.

For å la astronauter ikke bare overleve, men trives i fremmede miljøer, er det nødvendig med øvelse. Øvelse involverer operasjoner på ISS, men ISS kan ikke simulere alle aspekter av et måne- eller marsoppdrag, for eksempel overflateoperasjoner eller lange perioder uten sollys. Derfor forskes det under kontrollerte og isolerte forhold innenfor simulerte romhabitater, for å få innsikt i effektene av slike forhold på forskningsfag og deres innvirkning på mannskapenes velvære og suksess.

På samme måte kan ikke et analogt miljø fullt ut gjenskape det til månen eller Mars, men en rekke analoge miljøer som simulerer forskjellige aspekter av miljøet utenfor verden kan brukes sammen for å forberede seg på fremtidige oppdrag. I en anmeldelse som nylig ble publisert i Rom: Vitenskap og teknologi, Matej Poliaček, an romfartsindustrien profesjonell og uavhengig forsker, gjennomgikk eksperimentene utført under to separate 15-dagers oppdrag i LunAres forskningsbase i Piła, Polen og introduserte bakgrunnen, metodikken, resultatene og konklusjonene.

Først av alt introduserte forfatteren materiale og metoder, og presenterte LunAres Habitat, plasseringen og de to forskjellige oppdragene. Habitatet var fullstendig isolert fra det ytre miljøet – den fullstendige isolasjonen fra omverdenen, inkludert mangel på vinduer og dermed fullstendig fravær av tilgang til dagslys, gjorde det mulig å undersøke effektene av full isolasjon på mannskapet, samt eksperimenter knyttet til døgnrytme hos mennesker.

Habitatet besto av et kuppelformet oppholdsområde, som flere moduler var knyttet til. To analoge oppdrag, ARES-III og LEARN, ble utført i LunAres Habitat sommeren 2018, i en varighet på 2 uker, hver. Oppdrag ble kjørt på Lunar/Mars-tid, noe som betyr at mannskapet går ut av sync med det eksterne oppdragskontrollmannskapet, som var basert borte fra habitatet og fortsatte å operere på jordtiden.

Oppdragskontrollmannskapet (MCC) var ansvarlig for å koordinere oppdraget utenfra og kommunisere med mannskapet hver dag, akkurat som i ekte mannskapsoppdrag. ARES-III var et Mars-simuleringsoppdrag, med mannskapet bestående av seks besetning. Som en Mars-analog var mannskapet under en 20-minutters tidsforsinkelse i kommunikasjonen med oppdragskontrollen.

Den primære kommunikasjonsmetoden var tekstkommunikasjon og med stemmekommunikasjon brukt i noen tilfeller for oppdateringer. ARES-III-mannskapet var begrenset til å spise kun frysetørket mat til lunsj og middag. LEARN-oppdraget ble utført av fem besetningsmedlemmer.

På grunn av at det kun var en 1,3 sekunders kommunikasjonsforsinkelse mellom Jorden og månen, ble kommunikasjonen mellom mannskapet og MCC utført med video- og stemmemetoder, så vel som via tekst. Det analoge astronautmannskapet på LEARN var også begrenset til å spise kun frysetørket (frysetørket) mat under hele oppdraget.

Etterpå presenterte forfatteren alle eksperimenter ledet av de to mannskapene, inkludert forskning og ikke-forskningsaktiviteter. Denne delen var delt inn i tre underdeler, den første gjaldt de felles aktivitetene som var felles mellom de to mannskapene. Ved å bruke samme metodikk, samlet både kognitiv funksjon, miljømessige, fysiologiske og inventardata, noe som resulterte i et større datasett som tillater sammenligninger mellom de to oppdragene når det gjelder forskjellige menneskelige faktorer.

Fellesaktivitetene besto av stress og kognisjon i isolasjonseksperimenter, med sikte på å undersøke og overvåke stressresponser (kortisol og oksidativt stress) og kognitiv ytelse i flere kognitive domener (generelle, romlige og ikke-romlige) i løpet av isolasjonen.

Matforbruk, trening, medisinsk kontroll, daglig rapportering og flere ikke-forskningsaktiviteter genererte også et større datasett for fremtidig undersøkelse.

Det andre datasettet gjaldt ARES-III-oppdragsaktivitetene. Eksperimenter inkluderte følgende: effekter av inntak av frysetørret mat på munnhelse og spyttproduksjon, påvirkning av isolasjon på hørselsevnen, følelser av sikkerhet i det isolerte habitatet, og forskning på meitemarkvekst i forskjellige jordsammensetninger.

Hovedmålet med dette analoge oppdraget var å utføre nevropsykologisk forskning på effektene av å leve i isolasjon og innesperring og å studere et lite ressursmiljø på stressresponser, gruppedynamikk, døgnrytme, kognisjon og mikrobiota. Som i de fleste analoge oppdrag (som i Mars Desert Research Station), er hovedeksperimentet observasjon av mannskapsdynamikken.

Dessuten analyserte Mars-oppdraget fysiske prestasjoner til mannskapet og sammenlignet dem med ytelser realisert under lignende aktiviteter i Mars Research Desert Station-oppdrag og virkningen av innesperring på effektiviteten deres ved å utføre en fjernoperasjon av en rover. Den tredje er LEARN misjonsaktivitetene.

I likhet med ARES-III var målene å utføre nevropsykologisk forskning og studere effekten av et lite ressursmiljø. I tillegg involverte oppdraget studier av påvirkningen av frysetørket mat på munnhelse av mannskapet, følelse av trygghet isolert, og flere biologiorienterte eksperimenter.

Til slutt ble det gitt en kort diskusjon og konklusjon om de tilsvarende utfordringene ved oppdragene.

Fra isolasjonsforholdene, eksperimentene og aktivitetene ovenfor var det klart at det ble gjort mye arbeid for å svare på de største spørsmålene for fremtidig menneskelig utforskning: hvordan gikk isolasjon, avkortet plass, travle timeplaner, unike medlemmer og personligheter som bar sine egne sosial, kulturell og emosjonell bakgrunn kan påvirke oppdraget og astronauthelsen?

Det var flere spørsmål knyttet til hvilken type mannskap som kan anses som ideell: var det et enkjønnet mannskap? Gjorde det mannskap medlemmer kommer fra en rekke kulturer og opphav? Bør deres bakgrunn være lik, eller bør de dekke et så bredt spekter av ferdigheter som mulig? Bør alle være omtrent like gamle?

Analoge astronauter var forsøkskaninene for disse spørsmålene. Selv om forfatteren ikke svarte direkte på spørsmålene ovenfor, var det et eksempel på hvordan ting ble utført og deretter nye, mer detaljerte undersøkelser som ble foreslått, for å iverksette tiltak for å løse disse problemene.

---

---

Levert av Beijing Institute of Technology Press Co., Ltd