Ученые NASA создали астероид под водой
Высадка на астероиде, работа на поверхности Луны, визит на Марс... При реализации этих проектов учёным и инженерам придётся преодолеть немало трудностей, столкнуться с новыми проблемами, найти свежие технические решения. Чтобы облегчить им задачу NASA отправило группу специалистов на дно Атлантики.
Место действия — Ки Ларго (Флорида), подводный дом «Водолей» (Aquarius). «Домик» этот стоит в шести километрах от берега на глубине 19 метров. Сооружение покоится на песчаной основе крупного кораллового рифа. Принадлежит «Водолей» Национальному управлению океанических и атмосферных исследований (NOAA), а его эксплуатацией занимается университет Северной Каролины в Уилмингтоне (UNCW).
Aquarius — это единственная в мире действующая подводная лаборатория, в которой группы исследователей способны проводить продолжительные миссии. Учёные могут оставаться на морском дне неделями и совершать регулярные вылазки за пределы «обитаемого модуля», подобно тому, как астронавты выходят в открытый космос с борта орбитальной станции.
Обитатели «Водолея» живут в нём при давлении воздуха, соответствующем глубине расположения этого дома. Так что люди могут многократно покидать лабораторию для работы на дне и возвращаться обратно без декомпрессии и риска развития кессонной болезни. Вход и выход осуществляются через простое отверстие в полу (давление воздуха удерживает воду). Медленный подъём исследователям потребуется только один раз — по окончании всего срока миссии.
По размеру (длина — 13 метров, ширина — 5 м) «Водолей» сопоставим с крупным модулем МКС. На одном из кадров показан подводный дом в 1993 году, перед установкой на дно (иллюстрации NOAA, UNCW, Aquarius Reef Base).
Технические, биологические, медицинские эксперименты, а также тренировки в «Водолее» проводят учёные и студенты из множества университетов и институтов, а ещё — водолазы ВМС США.
Активно использует уникальную подводную станцию и американское космическое агентство. В течение многих лет оно проводит здесь экспедиции NEEMO, что значит «Операции миссий в экстремальной окружающей среде» (NASA Extreme Environment Mission Operations). О них мы уже как-то рассказывали.
Последняя такая миссия (NEEMO 14), к примеру, прошла год назад. Она была посвящена изучению разных аспектов работы астронавтов на поверхности других миров (Луне или Марсе).
Для отработки наиболее удачных сценариев взаимодействия астронавтов при сборе образцов, выполнении разведки местности и подобных задач NASA спустило на дно близ «Водолея» макеты посадочного аппарата и планетохода. Специально же подобранные грузы в костюмах позволяли создавать под водой эффект не невесомости, но частичной тяжести, соответствующей другим мирам. Красной планете, к примеру.
Акванавты (так NASA именует своих специалистов, работающих на морском дне) из экспедиции NEEMO 14 имитировали различные трудности, с которыми могут столкнуться люди при высадке на другую планету. К примеру, на нижнем снимке члены команды пытаются в условиях низкой гравитации поднять пострадавшего и обездвиженного товарища (его роль играл манекен) на борт посадочного аппарата и протолкнуть его в шлюз (фотографии NASA, NASA Analogs).
Так дно близ океанской лаборатории на время стало поверхностью Марса. Астронавты имитировали разные аспекты миссии, чтобы потом рассказать создателям космической техники о проблемах и вариантах их решения. Они изучали удобство работы с многоколёсным вездеходом, сталкивались с «болезнью» одного из членов команды, потерей связи с «центром управления полётами» и так далее.
В то же время внутри самого «Водолея» команда NASA проводила психологические опыты, призванные ответить на ряд вопросов, связанных с длительной работой людей в ограниченном замкнутом пространстве (экспедиция NEEMO 14 длилась две недели).
Ещё пара кадров прошлогодней миссии NASA в «Водолее». Вверху акванавт работает лопатой, дабы откопать «интересные образцы марсианских камней», внизу — водолазы-ассистенты помогают акванавту закрепить на спине конструкцию, смещающую его центр тяжести так, чтобы он соответствовал ношению космического скафандра (фотографии NASA, NASA Analogs).
Новая миссия — NEEMO 15 — пройдёт с 17 по 26 октября 2011 года, но подготовка к ней на дне близ Ки Ларго уже идёт полным ходом. Участники этой 10-дневной экспедиции будут имитировать высадку на астероид.
Такая экспедиция, по замыслу американской администрации, должна состояться к 2025 году. Специалисты уже рассматривают возможные схемы полёта и оценивают технику, необходимую для реализации наказа президента Обамы.
Одной из нерешённых пока проблем высадки является закрепление астронавтов на астероиде. Гравитация на его поверхности близка к нулю, и любое неосторожное движение способно отправить человека в дальний полёт.
Что лучше — бурить поверхность и ставить карабины для верёвок или использовать магнитные защёлки? К какой части скафандра лучше крепить удерживающую систему, не помешает ли она работе астронавта на поверхности космической скалы, передвижению вдоль неё? Как удачнее соединить несколько якорей между собой, чтобы получилась дорожка? Этими вопросами и будут озадачены акванавты из экспедиции NEEMO 15.
В ходе миссии NEEMO 15 акванавты мысленно перенесутся на астероид (иллюстрация NASA).
А пока инженеры занимаются настройкой оборудования на атлантическом дне. По информации Space.com, построенный ими кусочек поверхности астероида размером 5 х 3,7 метра выполнен из стекловолоконных панелей. В «скале» сделано несколько вариантов креплений, которые будут тестировать акванавты осенью.
«Высадившиеся на астероиде» покорители космоса должны будут использовать некое управляемое подводное средство, которое заменит им космический корабль.
Кроме способов крепления к астероиду исследователи из NASA должны будут проверить новые системы связи и испытать несколько вариантов сбора образцов астероидного грунта.
Стоит создавать на астероиде сеть из удерживающих канатов или лучше опоясать небесный камушек по периметру? А может, использовать для ходьбы в условиях почти нулевой силы тяжести какую-то другую методику? Лучшие принципы и техника перемещения будут определены опытным путём (иллюстрации NASA).
В ходе миссии NEEMO 15 акванавты будут постоянно жить в «Водолее». Это позволит им за несколько дней выполнить плотную программу испытаний различного оборудования «в невесомости» без необходимости в череде погружений и всплытий на поверхность.
Инженеры NASA проверяют различные крепления к имитатору астероида как на суше, так и под водой. Справа внизу: акванавты экспедиции NEEMO будут носить шлемы, оборудованные связью, чтобы воспроизводить и этот аспект совместной работы нескольких астронавтов на поверхности другого небесного тела (фотографии NASA, NASA Analogs).
Специалисты, которые в середине мая 2011 года монтировали на дне и тестировали технику для 15-й экспедиции, отметили, что многие особенности работы под водой похожи на то, с чем столкнутся астронавты на астероиде. Речь не только о невесомости.
Скажем, временами ухудшавшаяся почти до нуля видимость из-за взвешенных в воде частиц вполне может сыграть роль пыли, поднятой с астероида при приближении космического корабля и работе людей на поверхности космической скалы.
Водолаз апробирует систему крепления акванавта к астероиду, включающую мощное кольцо, закреплённое на талии. В ходе испытаний подбирается правильная плавучесть деталей, доступность элементов системы. Пока это только предварительные тесты перед имитацией высадки на астероид, которая намечена на осень (фотографии NASA, NASA Analogs).
Американцы пишут, что высадка на астероиде потребует от людей навыков, которые не могут быть простой суммой опыта, полученного в условиях невесомости и слабой гравитации (на МКС и Луне).
А поскольку мы всё ещё недостаточно хорошо представляем себе, что такое астероид вблизи, готовиться нужно к самому неожиданному развитию событий. Натурные эксперименты в условиях, приближенных к боевым, могут оказаться важнее любых теоретических построений. Потому NASA и построило крошечный астероид на дне океана.
Леонид Попов
Источник:
digestweb.ru/38979-uchenye-nasa-sozdali-asteroid-pod-vodoj.html