Habitat Dalam Air Apakah Mengajar Kami Mengenai Kapal Angkasa dan Eksplorasi

Apabila merancang kapal angkasa dan menyediakan angkasawan untuk hidup dalam graviti sifar, lautan adalah persekitaran ujian terbaik di sisi stratosfera ini. Salah satu persamaan yang paling berguna antara laut dalam dan ruang dalam adalah graviti yang diubah suai. Graviti tidak berkurang di bawah air, tetapi keapungan mengatasinya, membolehkan manusia menjadi biasa dengan jenis gerakan dan strain yang tidak dijangka. Juga, ada tekanan, yang sangat berubah-ubah dan saiz penginapan, yang tidak. Ia adalah kawasan yang ketat di bawah air, sebab itulah #submersiblelife sangat relevan dengan agensi-agensi angkasa yang ingin tahu mengenai kesan jangka panjang pengasingan.

"Semua ujian ini memberitahu apa reka bentuk kapal angkasa dan peralatan lain perlu," kata Bill Todd, komandan aquanaut dari Operasi Misi Ekstrim Alam Sekitar NASA yang pertama (NEEMO) ke makmal bawah laut Aquarius di luar pantai Florida.

Menurut Todd, jurutera angkasa lepas pengajaran terbesar boleh diambil dari kenderaan bawah air berkaitan dengan sistem sokongan kehidupan. Dalam kedua-dua keadaan, penyingkiran karbon dioksida adalah kritikal, harus ada makanan di tangan, dan pengelolaan sampah adalah masalah. Abstraksi ini nyata sebagai persamaan fizikal: Reka bentuk jurutera di bawah sistem air dan ruang dengan pendawaian dan kecekapan elektrik yang sama untuk menahan keadaan peralihan.

Salah satu kelebihan bekerja di lautan ialah keadaan berubah. "Dalam lajur air, kita boleh mengubah tahap graviti," jelas Todd. "Kita boleh pergi dari tahap graviti bulan, iaitu sekitar 17 peratus graviti bumi. Atau kita boleh pergi ke graviti Mars, iaitu kira-kira 38 peratus graviti bumi. Atau kita boleh pergi ke apa yang mungkin anda alami pada asteroid atau Stesen Angkasa Antarabangsa, yang merupakan graviti graviti, atau ketiadaan graviti."

Walau bagaimanapun, dalam semua kes, matlamatnya adalah untuk mengekalkan stabil, bahagian sokongan dalam kira-kira satu suasana tekanan. Ini mungkin pereka kenderaan isu terbesar perlu bersaing. "Unsur penyatuan adalah orang," kata Bowen. "Angkasawan memerlukan lebih kurang persekitaran yang sama daripada aquanaut."

Salah satu objektif besar dari misi NEEMO adalah untuk membantu menguji dan memperbaiki sistem sokongan kehidupan yang akan digunakan di ruang angkasa. Ini bukan hanya yang membantu mengawal suhu bilik dan kelembapan dan menghantar udara bernafas ke habitat terpencil - mereka juga termasuk sistem peribadi seorang angkasawan akan memakai atau membawa sementara mereka berada di luar habitat yang mampan.

Terdapat kesan serius terhadap keputusan yang dibuat di bawah air. Dan keseriusan itu - serta tekanan yang mengiringi itu - adalah bahan kritikal untuk ujian lapangan bukan hanya peralatan, tetapi manusia.

Misi NEEMO berfungsi dengan menubuhkan sebuah kru kecil dengan komander dan dua akuakawan profesional, dan menugaskan mereka dengan pelbagai jenis projek penyelidikan. Prosedur dan "pelan penerbangan" sangat serupa dengan yang digunakan dalam perjalanan angkasa. Aktiviti-aktiviti ini semua direka untuk mendedahkan para peserta ke arah ketegangan spaceflight, tolak g-force pada liftoff.

Mereka juga bentuk habitat berstruktur yang sama.

Kapal angkasa dan kapal selam tidak berbeza dalam bentuk, sama ada. Kedua-duanya sering menggunakan lengan silinder atau sfera yang membantu kraf yang lebih baik melalui persekitaran masing-masing. "Bentuk bulat cenderung mempunyai profil seret yang lebih rendah," kata Andy Bowen, seorang jurutera submersibles di Institut Oceanografi Woods Hole, menjadikannya lebih mudah bagi kraf bawah laut untuk bergerak melalui air atau kapal angkasa untuk membuatnya keluar dari atmosfer bumi.

Pergerakan adalah satu lagi elemen biasa antara dua kraf. Kraf bawah laut sering direka dengan mekanisme teras yang membolehkan kraf bergerak ke segala arah. Manuver kapal angkasa hampir hampir sama dengan ruang angkasa. Arus dalam air mensimulasikan graviti berhampiran planet, bulan, dan benda angkasa lain.

Walau bagaimanapun, terdapat batasan untuk berapa banyak jurutera angkasawan dan jurutera angkasa boleh belajar di bawah air; kedua-dua persekitaran itu, bagaimanapun, berbeza secara asasnya. "Pesawat angkasa menangani perubahan suhu yang melampau, dari haba melampau hingga sejuk yang melampau," kata Todd. "Mereka biasanya perlu ringan dan padat. Di bahagian bawah adalah sangat berbeza. Anda mahu menjadi berat - tidak ringan - untuk menahan perubahan tekanan luar biasa, terutamanya apabila anda lebih mendalam dan lebih mendalam. "Itulah sebabnya badan kapal angkasa kebanyakannya aluminium, manakala kraf bawah laut biasanya menggunakan keluli tekanan tinggi.

Secara asasnya, trafik NASA dalam kekurangan dan kesulitan dan, untuk tujuan itu, mencari kesulitan yang paling keterlaluan yang planet kita tawarkan. Buat masa ini, lautan menyediakan satu tetesan masalah yang stabil, tetapi ekspedisi masa depan mungkin memerlukan misi analog bawah tanah, atau misi lava, atau misi ais. Simulasi perlu menjadi sebahagian asas proses pra-pelancaran. Kami tidak dapat menyediakan angkasawan untuk apa yang tidak kita ketahui, tetapi kita boleh membantu mereka mempersiapkan diri untuk menghadapi perkara yang tidak diketahui.