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Científicos y astronautas de la NASA practican para misiones espaciales en el fondo marino

Desde los primeros días de entrenamiento espacial, la NASA ha sumergido a los astronautas bajo el agua para simular la experiencia sin peso de moverse en microgravedad. En 1966, por ejemplo, Buzz Aldrin practicó caminatas espaciales con una maqueta de una nave espacial Gemini en una gran piscina en Maryland para prepararse para la misión Gemini 12. En 1983, los astronautas practicaron moverse alrededor de un modelo a gran escala de la bahía de carga del transbordador espacial utilizando las instalaciones de entrenamiento de medio ambiente sin peso (WETF) del Centro Espacial Johnson. El éxito del entrenamiento subacuático eventualmente provocó la creación del Laboratorio de Flotabilidad Neutral en Houston, el cuerpo de agua interior más grande del mundo, capaz de albergar modelos de las principales secciones de la Estación Espacial Internacional.

A partir de 2001, los astronautas han estado entrenando y probando equipos en el océano abierto como parte del programa de la NASA Extreme Environment Operation, o NEEMO. El mes pasado, una tripulación de acuanautas y astronautas salió a la superficie después de pasar nueve días en un hábitat submarino conocido como la Base Aquarius Reef, ubicada a 62 pies debajo de la superficie del océano frente a la costa de Key Largo, Florida. La expedición, NEEMO 23, fue la última de una serie de misiones que utilizan el suelo del Océano Atlántico como campo de pruebas para posibles tecnologías y procedimientos del espacio profundo. Con solo unos 40 pies de largo y 20 pies de ancho, Aquarius, una parte de la Universidad Internacional de Florida, también es un banco de pruebas ideal para estudiar los efectos físicos y mentales de vivir y trabajar en espacios confinados.

Aunque el programa ha existido durante casi dos décadas, esta fue la primera misión de NEEMO en tener un equipo de investigación de la NASA totalmente femenino. La miembro de la tripulación de NEEMO, Csilla Ari D'Agostino, neurobióloga de la Universidad del Sur de Florida, explica que los datos recopilados en el transcurso de esta misión son clave para crear una imagen completa de cómo podrían comportarse todos los astronautas en el espacio, especialmente desde las tripulaciones anteriores de NEEMO fueron principalmente hombres.

"Es importante recopilar datos sobre ambos sexos", dice Ari D'Agostino. “Si hay una diferencia, necesitamos descubrir cómo manejar eso. Si no lo hay, entonces necesitamos saber eso también ”.

Equipo de esponja Dos miembros del equipo NEEMO 23 preparan equipos para medir el metabolismo de las esponjas. (Karl Shreeves)

Ari D'Agostino se unió a la acuanauta Shirley Pomponi, bióloga marina del Instituto Oceanográfico Harbour Branch de la Florida Atlantic University, y a la candidata a astronauta de la NASA Jessica Watkins. El equipo fue dirigido por la astronauta italiana Samantha Cristoforetti, quien pasó 200 días en el espacio en 2014 y 2015, un vuelo espacial récord para un europeo.

Los no astronautas del grupo fueron elegidos por su experiencia de buceo y para realizar su propia investigación. Ari D'Agostino estudia los efectos fisiológicos del buceo, como lo que sucede cuando los buzos respiran oxígeno en entornos de alta presión. Durante la expedición, también estudió la dinámica de grupo y cómo cambia el comportamiento bajo estrés físico y mental. Pomponi, por otro lado, estudia esponjas marinas y probó una nueva herramienta de muestreo portátil que podría tener aplicaciones potenciales en el espacio, como el muestreo de rocas y sedimentos planetarios.

Mientras que las misiones anteriores de NEEMO se centraron en simular actividades en la superficie de un asteroide, NEEMO 23 probó nuevos equipos y protocolos de trabajo para la Estación Espacial Internacional y futuras misiones en el espacio profundo a la Luna y Marte.

En un día típico, la mitad de los miembros de la tripulación pasaban hasta cinco horas fuera del barco probando el equipo y recolectando muestras, mientras que los que estaban adentro se encargaban de dirigir el trabajo y comunicarse con el control de la misión. "A veces me comunicaba con cuatro personas diferentes al mismo tiempo", dice Pomponi. "Me estaría comunicando con los buzos, con las comunicaciones científicas, con el control de la misión y con alguien dentro del hábitat".

Dentro de Acuario, Pomponi instruyó a los buzos sobre cómo usar su equipo de investigación para recolectar muestras de esponjas y medir su actividad metabólica. Este método sirvió como un análogo para futuras misiones a Marte, donde un astronauta podría tener la tarea de usar herramientas especializadas diseñadas por otra persona.

"Hubo un poco de entrenamiento en tierra de antemano, pero no mucho", dice Pomponi. "Pero en el espacio, cuando exploran, los astronautas que están allá arriba no son necesariamente los que saben cómo usar esos instrumentos".

Empujar engranaje bajo el agua Los acuanautas y los astronautas tienen que empujar contra la corriente para transportar su equipo entre los sitios de trabajo a casi 80 pies de profundidad. (Csilla Ari D'Agostino)

A sesenta y dos pies debajo de la superficie, el equipo también se topó con problemas logísticos: los dispositivos tuvieron problemas para conectarse a Internet, los micrófonos se cortaron y los cables del casco se soltaron, entre otros contratiempos. Para cada uno de estos escenarios, el equipo tuvo que encontrar una solución para el problema por su cuenta. Pomponi dice que su experiencia comunicándose con buzos para operar y solucionar problemas de su equipo ilustra la importancia de tener a alguien con experiencia científica como parte de la tripulación, en lugar de solo el control de la misión.

"[Si] estás en Marte, y envías un mensaje al control de la misión, tomará 20 minutos llegar [allí], y luego otros 20 minutos para recuperar la respuesta", dice Pomponi. “Entonces, como mínimo, tienes un retraso de 40 minutos. Esta misión fue diseñada específicamente para pensar en darles a los astronautas la oportunidad de solucionar problemas y ... de tomar decisiones por su cuenta que estén relacionadas con los procedimientos o instrumentos que estábamos operando ".

Los miembros del equipo dentro del hábitat también evaluaron herramientas como un microscopio electrónico de barrido (SEM) que está destinado a la Estación Espacial Internacional este año. "Es como una versión en miniatura de un SEM", dice Ari D'Agostino. "Es absolutamente increíble porque normalmente necesitarías casi la mitad de una habitación, y esto era como el tamaño de una cafetera". El equipo usó el SEM para tomar imágenes de muestras como las esponjas de Pomponi, y dado que la presión dentro de Acuario es 2.5 veces mayor que que en la superficie, los acuanautas y los astronautas también podrían informar cómo funciona el microscopio en un entorno extremo.

Fuera de Acuario en el fondo marino, los miembros del equipo probaron varios dispositivos nuevos para su posible uso en el espacio. Probaron una nueva pieza de equipo médico, una camilla lunar llamada Asamblea del Sistema de Evacuación Lunar (LESA) que ayuda a levantar y transportar a un astronauta incapacitado, una tarea desalentadora sin asistencia mecánica, considerando que los trajes espaciales acuáticos incluyen un casco de 32 libras, un umbilical línea y un peso de 10 a 20 libras para evitar que los acuanautas floten en la superficie. En el espacio, el atuendo igualmente voluminoso de un astronauta y la falta de gravedad harían esta tarea igualmente difícil, destacando las ventajas de probar estos nuevos diseños bajo el agua antes de enviarlos a otro planeta.

Para evaluar cómo las condiciones de vida afectaron su aptitud mental, la tripulación realizó ejercicios diarios como una simulación de vuelo lunar, que probó su capacidad de realizar múltiples tareas al exigirles que aterrizaran simultáneamente en el vehículo, leyeran las comunicaciones entrantes y llamaran métricas como la altitud.

Trabajando en impresión 3D Samantha Cristoforetti y Csilla Ari D'Agostino trabajan en un panel de hábitat impreso en 3D que se está utilizando como material de construcción para hábitats lunares o marcianos. (Csilla Ari D'Agostino)

Parte de la investigación de Ari D'Agostino consistió en estudiar cómo se comportó el grupo en su conjunto. Mientras que algunos equipos podrían desmoronarse bajo presión mental y física, el equipo de NEEMO 23 colaboró ​​sin problemas.

"Obviamente, hubo momentos muy estresantes en los que todos estaban muy ocupados, el hábitat era muy pequeño y no podíamos apartarnos el uno del otro", dice Ari D'Agostino. “Realmente necesitábamos saber cuándo alguien necesita ayuda, cuándo alguien necesita intervenir y cuándo alguien debe retroceder. Fue una muy, muy buena mezcla de personalidades, y nos divertimos mucho ”.

Ahora, nuevamente sobre el nivel del mar, el equipo está disperso y pasará las próximas semanas analizando sus datos y eventualmente informando los resultados. Ari D'Agostino espera poder contribuir a futuras misiones de NEEMO como parte del equipo de apoyo.

"Nos reíamos un poco con los amigos astronautas de que teníamos depresión posparto ahora que todo esto había terminado, y solo estábamos tratando de reflexionar", dice ella. “Creo que necesitábamos un poco de tiempo para digerir lo que realmente sucedió, porque algo podría haber salido mal y por suerte no lo hizo. Experimentamos algunas cosas realmente emocionantes y grandes ".

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