Siden de tidligste dage med rumtræning har NASA dybt astronauter under vand for at simulere den vægtløse oplevelse af bevægelse i mikrogravitet. I 1966 praktiserede Buzz Aldrin for eksempel rumvandringer med en model af et Gemini-rumfartøj i en stor pool i Maryland for at forberede sig til Gemini 12-missionen. I 1983 øvede astronauter på at bevæge sig rundt i en fuldskala-model af rumfærgenes godsbugt ved hjælp af Johnson Space Center's vægtløse miljøtræningsanlæg (WETF). Succesen med undervandsoplæring fik til sidst anledning til oprettelsen af Neutral Buoyancy Laboratory i Houston, den største indendørs vandmasse i verden, der er i stand til at indeholde modeller af større sektioner af den internationale rumstation.
Fra og med 2001 har astronauter trænet og testet udstyr i det åbne hav som en del af NASA's Extreme Environment Operation, eller NEEMO, programmet. Sidste måned dukkede et besætning af aquanauts og astronauter op efter at have tilbragt ni dage i en undersøisk habitat kendt som Aquarius Reef Base, beliggende 62 meter under havoverfladen ved kysten af Key Largo, Florida. Ekspeditionen, NEEMO 23, var den seneste i en række missioner, der bruger gulvet i Atlanterhavet som en prøveplads for mulige dybe rumteknologier og procedurer. På kun 40 meter lang og 20 fod bred er Aquarius, en del af Florida International University, også en ideel testbed til at studere de fysiske og mentale virkninger af at bo og arbejde i trange rum.
Selvom programmet har eksisteret i næsten to årtier, var dette den første NEEMO-mission, der havde et kvindeligt NASA-forskerteam. NEEMO-besætningsmedlem Csilla Ari D'Agostino, en neurobiolog ved University of South Florida, forklarer, at de data, der er indsamlet i løbet af denne mission, er nøglen til at skabe et komplet billede af, hvordan alle astronauter kan opføre sig i rummet, især siden tidligere NEEMO-besætninger var primært mandlige.
”Det er vigtigt at indsamle data om begge køn, ” siger Ari D'Agostino. ”Hvis der er en forskel, er vi nødt til at finde ud af, hvordan vi håndterer det. Hvis der ikke er det, er vi også nødt til at vide det. ”
To medlemmer af NEEMO 23-teamet forbereder udstyr til at måle svampes stofskifte. (Karl Shreeves) Ari D'Agostino blev sammen med aquanaut Shirley Pomponi, en marinbiolog ved Harbour Branch Oceanographic Institute ved Florida Atlantic University og NASA-astronautkandidat Jessica Watkins. Holdet blev ledet af den italienske astronaut Samantha Cristoforetti, der tilbragte 200 dage i rummet i 2014 og 2015 - en rekord rumflyvning for en europæer.
Gruppens ikke-astronauter blev valgt til deres dykkeroplevelse og til at udføre deres egen forskning. Ari D'Agostino studerer de fysiologiske virkninger af dykning, såsom hvad der sker, når dykkere indånder ilt i miljøer med højt tryk. Under ekspeditionen studerede hun også gruppedynamik, og hvordan adfærd ændrer sig under fysisk og mental stress. Pomponi studerede på den anden side havsvampe og testede et nyt håndholdt samplingsværktøj, der kunne have potentielle anvendelser i rummet, såsom prøveudtagning af planetariske klipper og sedimenter.
Mens tidligere NEEMO-missioner fokuserede på at simulere aktiviteter på overfladen af en asteroide, testede NEEMO 23 nyt udstyr og arbejdsprotokoller til Den Internationale Rumstation og fremtidige dybe rummissioner til månen og Mars.
På en typisk dag tilbragte halvdelen af besætningsmedlemmerne op til fem timer uden for skibets testudstyr og indsamling af prøver, mens de indendørs var ansvarlige for at styre arbejdet og kommunikere med missionskontrol. ”Nogle gange ville jeg kommunikere med fire forskellige mennesker på én gang, ” siger Pomponi. ”Jeg ville kommunikere med dykkerne, med videnskabskommunikation, med missionskontrol og med nogen inde i habitatet.”
Inde i Vandmanden instruerede Pomponi dykkerne uden for, hvordan man kunne bruge sit forskningsudstyr til at samle svampeprøver og måle deres metaboliske aktivitet. Denne metode tjente som en analog til fremtidige missioner til Mars, hvor en astronaut måske skulle få til opgave at bruge specialværktøjer designet af en anden.
”Der var lidt træning på land på forhånd, men ikke meget, ” siger Pomponi. ”Men i rummet, når de udforsker, er astronauterne, der er der oppe, ikke nødvendigvis dem, der ved, hvordan man bruger disse instrumenter.”
Aquanauts og astronauter skal skubbe mod strømmen for at transportere deres redskaber mellem arbejdssteder på næsten 80 fod dyb. (Csilla Ari D'Agostino) 72 meter under overfladen løb teamet også med logistiske problemer: Enheder kæmpede for at oprette forbindelse til internettet, mikrofoner blev klippet ud og hjelmkabler løsnede, blandt andre uheld. For hvert af disse scenarier måtte teamet finde en løsning til problemet på egen hånd. Pomponi siger, at hendes erfaring med at kommunikere med dykkere for at betjene og fejlfinde hendes udstyr illustrerede vigtigheden af at have nogen med videnskabelig ekspertise som en del af besætningen snarere end kun ved missionskontrol.
”[Hvis] du er på Mars, og du sender en meddelelse tilbage til missionskontrol, vil det tage 20 minutter at komme [der], og derefter yderligere 20 minutter at få svaret tilbage, ” siger Pomponi. ”Så i det mindste har du en 40 minutters forsinkelse. Denne mission var specifikt designet til at tænke på at give astronauter mulighed for at foretage fejlfinding og ... at tage egne beslutninger, der var relateret til procedurerne eller instrumenterne, som vi opererede. ”
Teammedlemmer inde i habitatet evaluerede også værktøjer såsom et scanningselektronmikroskop (SEM), der er bestemt til den internationale rumstation i år. ”Det er som en miniatyrversion af en SEM, ” siger Ari D'Agostino. ”Det er helt fantastisk, fordi man normalt har brug for næsten halvdelen af et rum, og det var som på en kaffemaskine.” Holdet brugte SEM til at tegne prøver som Pomponis svampe, og da trykket inde i Vandmanden er 2, 5 gange højere end at på overfladen kunne akvarner og astronauter også rapportere, hvordan mikroskopet fungerede i et ekstremt miljø.
Uden for Aquarius på havbunden prøvede teammedlemmerne en række nye enheder til mulig brug i rummet. De testede et nyt stykke medicinsk udstyr, en månebåre kaldet Lunar Evacuation System Assembly (LESA), der hjælper med at løfte og transportere en uarbejdsdygtig astronaut - en skræmmende opgave uden mekanisk hjælp, i betragtning af, at de akvatiske rumdragter inkluderer en 32-pund hjelm, en umbilical linje og en vægt på 10 til 20 pund for at forhindre, at akvanaerne flyder til overfladen. I rummet ville en astronaut lige så omfangsrige tøj og den manglende tyngdekraft gøre denne opgave lige så vanskelig, hvilket fremhæver fordelene ved at teste disse nye designs under vand, før de sendes til en anden planet.
For at vurdere, hvordan levevilkårene havde indflydelse på deres mentale evne, udførte besætningen daglige øvelser, såsom en måneflugsimulering, som testede deres evne til at multitaske ved at kræve, at de samtidig lander køretøjet, læste indgående kommunikation og kalder målinger som højde.
Samantha Cristoforetti og Csilla Ari D'Agostino arbejder på et 3D-trykt habitatpanel, der er som et konstruktionsmateriale til måne- eller Marshabitater. (Csilla Ari D'Agostino) En del af Ari D'Agostinos forskning involverede undersøgelse af, hvordan gruppen opførte sig som en helhed. Mens nogle hold muligvis smuldrer under mentalt og fysisk pres, samarbejdede NEEMO 23-besætningen problemfrit.
”Det var klart, at der var meget stressende øjeblikke, hvor alle var meget belastede med arbejdet, levestedet var meget lille, og vi kunne ikke komme ud af hinandens måde, ” siger Ari D'Agostino. ”Vi havde virkelig brug for at vide, hvornår nogen har brug for hjælp, når nogen har brug for at træde ind, og når nogen skal træde tilbage. Det var en meget, meget god blanding af personligheder, og vi havde det sjovt. ”
Nu tilbage over havet er teamet spredt og vil tilbringe de kommende uger på at analysere deres data og til sidst rapportere resultaterne. Ari D'Agostino håber, at hun kan bidrage til fremtidige NEEMO-missioner som en del af supportbesætningen.
”Vi lo lidt sammen med astronautvenner om, at vi havde fødselsdepression, nu hvor denne store ting er forbi, og vi forsøgte bare at reflektere, ” siger hun. ”Jeg tror, vi havde brug for lidt tid til at fordøje det, der virkelig skete, fordi noget kunne have gået galt, og heldigvis ikke. Vi oplevede nogle virkelig spændende og store ting. ”
