W nadchodzących latach program załogowych lotów kosmicznych Artemis wkroczy w decydującą fazę. Głównym celem będzie bezpieczne lądowanie ludzi na południowym biegunie Srebrnego Globu. Amerykańska agencja kosmiczna NASA już teraz intensywnie przygotowuje załogi do tego wyzwania, wykorzystując specjalistyczny basen NBL w Houston. Opracowane tam metody treningowe pozwalają rzetelnie przetestować nowoczesne skafandry AxEMU oraz przećwiczyć niezmiernie skomplikowane zadania badawcze czekające na astronautów.
Wyzwania misji Artemis na księżycowym biegunie południowym
Biegun południowy Księżyca to główny obszar docelowy obecnego etapu programu Artemis. Środowisko to charakteryzuje się bardzo nietypowymi warunkami oświetleniowymi, ponieważ Słońce znajduje się tam stale tuż nad horyzontem. Taka geometria układu generuje niezwykle długie i smoliste cienie, a także tworzy tak zwane kratery wiecznego cienia, do których światło słoneczne nie dociera dosłownie nigdy. Astronauci będą zmuszeni do bardzo trudnego operowania pomiędzy tymi całkowicie zaciemnionymi obszarami a pobliskimi szczytami wiecznego światła.
Kluczowe procedury naukowe w strefach zacienionych
Z perspektywy metodologii badawczej praca w tym rygorystycznym środowisku narzuca naukowcom niespotykane dotąd normy. Zespoły muszą precyzyjnie zrealizować konkretne cele badawcze:
- Ostrożne pobieranie rdzeni lodowych z niezbadanych dotąd rejonów bez wywoływania zanieczyszczeń próbki.
- Wdrażanie zupełnie nowych standardów komunikacji radiowej w miejscach o trudnej topografii.
Wymaga to rygorystycznego zapobiegania zanieczyszczeniu zebranych minerałów obcym materiałem pochodzącym ze skafandrów czy stosowanych narzędzi. To właśnie ta bezbłędna metodyka zadecyduje o użyteczności późniejszych analiz chemicznych wykonywanych w ziemskich laboratoriach.
Laboratorium NBL w Houston naśladuje warunki księżycowe
Główne centrum dowodzenia w Houston zarządza zaawansowanym obiektem szkoleniowym, w którym zlokalizowano ogromny basen zwany Neutral Buoyancy Laboratory. Zbiornik ten ma głębokość dwunastu metrów, a jego dno celowo zmodyfikowano za pomocą piasku imitującego księżycowy regolit. Ustawiono tam również wielkogabarytowe makiety formacji skalnych i głębokich kraterów. Inżynierowie z NASA wykorzystują w tym miejscu zjawisko fizyczne określane mianem neutralnej pływalności. Polega ono na takim wyważeniu ciała astronauty pod wodą, aby obiektywnie nie tonął, ale też swobodnie nie wypływał na powierzchnię.
Mechanizm ten z powodzeniem symuluje dynamikę ruchu w grawitacji stanowiącej zaledwie jedną szóstą ziemskiego ciążenia. Warto w tym miejscu stanowczo obalić popularny mit powielany często w popkulturze. Zanurzenie pod wodą absolutnie nie oddaje stanu pełnej nieważkości, a jedynie zręcznie równoważy siłę ciężkości siłą wyporu. W celu dokładnego odwzorowania specyfiki oświetlenia na biegunie wdrożono tam technikę oświetlenia kinematycznego. Użycie silnych i punktowych źródeł światła pozwala wygenerować gęste cienie utrudniające orientację przestrzenną. Pojedyncze sesje treningowe trwają nawet do siedmiu godzin i wymagają stałej obecności zawodowego nurka asekuracyjnego. Jego zadaniem jest błyskawiczna ewakuacja w przypadku krytycznej awarii systemu podtrzymywania życia zintegrowanego ze skafandrem.
Konstrukcja i możliwości skafandrów firmy Axiom Space
Zewnętrzna korporacja Axiom Space zaprojektowała na potrzeby omawianych lotów nowoczesne skafandry kosmiczne. Z oficjalnej dokumentacji technicznej udostępnionej przez producenta wynika wyraźnie, że ubiór ten charakteryzuje się znacznie większą mobilnością stawów w porównaniu do starszych wariantów. Zoptymalizowana budowa ma docelowo pozwalać astronautom na swobodne kucanie, a także na wysoce precyzyjne operowanie aparatami pomiarowymi podczas rygorystycznych badań terenowych.
Bardzo istotnym elementem wyposażenia jest zintegrowany system oświetlenia zamontowany bezpośrednio na hełmie. Przedstawiciele firmy podkreślają w swoich specyfikacjach sprzętowych, że rozwiązanie to zostało przygotowane wprost pod kątem bezpiecznej pracy w całkowitych ciemnościach panujących na południowym biegunie Księżyca. Trwające obecnie podwodne symulacje służą w głównej mierze mierzalnej weryfikacji ergonomii oraz fizycznej wytrzymałości tych nowatorskich konstrukcji w warunkach zbliżonych do docelowego środowiska pracy.
Nadzór instytutu LPI nad poprawnością badań
Wszystkie czynności sprawdzane na dnie houstońskiego basenu muszą wiernie odwzorowywać autentyczne procesy badawcze. Tylko w ten sposób załogowa eksploracja przyniesie nam użyteczne rezultaty. Z tego właśnie powodu instytut naukowy Lunar and Planetary Institute niezwykle ściśle współpracuje z głównymi geologami agencji kosmicznej. Naukowcy wspólnie nadzorują czysto merytoryczną wartość prowadzonych treningów. Z wytycznych instytutu wynika bezsprzecznie, że testowane pod wodą sekwencje ruchów muszą spełniać ostre normy dotyczące tempa przeprowadzania procedur geologicznych.
Musimy w pełni zdawać sobie sprawę, że wydobywanie rdzeni lodowych wymaga precyzji w celu uniknięcia nawet najdrobniejszej kontaminacji lodu. Prawdziwa nauka opiera się wyłącznie na zweryfikowanych danych, dlatego każdy błąd w protokole zaburzyłby wyniki końcowe. Podsumowując ten etap przygotowań, można stwierdzić, że choć dziś dysponujemy nowoczesnymi materiałami i skrupulatnymi planami, nadal nie poznaliśmy pełnego spektrum trudności czekających na misję w kosmosie. Rozpoznanie tych ograniczeń poprzez żmudne ćwiczenia to jedyna droga do ostatecznego sukcesu.
Powyższy tekst ma charakter informacyjny oraz edukacyjny i opiera się ściśle na danych technicznych udostępnionych przez instytucje odpowiedzialne za realizację całego przedsięwzięcia. Informacje o specyfikacjach sprzętowych oraz harmonogramach są poprawne na moment publikacji materiału. Trzeba mieć jednak na uwadze, że ostateczne parametry skafandrów oraz same detale procedur badawczych mogą ulec drobnym modyfikacjom wraz z postępem analiz inżynieryjnych.