“Первое, что спрашивают меня люди, – рассказывает Майк Гернхард (Mike Gernhardt), астронавт, участвовавший в четырех полётах Шаттла. – Как связано исследование озера в подводном аппарате с исследованием луны в вездеходе?”
Астронавт Майк Гернхард подготавливает сверхмалую подводную лодку «DeepWorker» к погружению. озеро Павильон, Британская Колумбия.
Гернхард является одним из шести исследователей, которые в рамках подготовки к проекту исследовательской работы в озере Павильона (Pavilion Lake Research Project (PLRP)) стартовавшему в июле, прошли обучение на пилота подводной мини-лодки. Озеро Павильон представляет большой интерес для ученых, так как оно содержит большие кораллоподобные структуры, названные микробиолитами, которые, как полагают, сформировались благодаря бактериям. Исследователи изучали это озеро почти десятилетие, а в начале этого года оно впервые начало исследоваться парой одноместных субмарин «DeepWorkers».
Гернхард присоединился к этому проекту, так как он надеялся, что это обеспечит понимание процесса планирования, необходимого для следующей волны исследований Луны. «То, что мы пытаемся понять при этом – находится на пересечении между «соблюдением режима работы» - которое вытекает из предварительно запланированной обязательной последовательности – и свободным научным исследованием. Существует оптимальный баланс, но пока мы не знаем точно, соблюдается ли он прямо сейчас”.
Гернхард является руководителем группы NASA, ответственной за проектирование лунных вездеходов и скафандров, а также за разработку эксплуатационных процедур, которые будут использоваться будущими исследователями Луны. Хотя плавание под водой в субмарине имеет мало сходства с вождением вездехода по сухой и пыльной поверхности Луны, Гернхард считает, что наличествуют важные общие черты, которые делаю озеро Павильон ценным испытательным полигоном для будущих лунных исследователей.
К примеру, обе среды являются безвоздушными, где люди зависят от своих транспортных средств не только в плане мобильности, но и в плане поддержания жизни. Возможно, что является еще более важным, оба проекта направлены на исследование ландшафта, который, по словам Гернхарда, “человеческие глаза не видели” прежде.
Гернхард желает вычислить эффективность разных подходов к исследованию и научным открытиям. Он сравнил мышление подводных пилотов работающих на озере Павильон с действиями астронавтов, выполняющих выход в открытый космос с борта Шаттла. Он также рассказал, что астронавтам выдают жесткий набор задач для выполнения, а также чёткий набор инструкций для того, чтобы достигнуть цели; в результате они не отходят ни на шаг от этих процедур. С другой стороны, в озере Павильон цель является более общей: получить как много больше информации о микробиолитных структурах в озере. Каждый раз, когда пилоты выходят на субмаринах, у них существует “программа полета” – определенный путь следования, однако у них также есть возможность, в случае если они обнаружат нечто интересное, что они хотели бы исследовать более подробно, изменить план и провести больше времени в любой специфической точке.
Астронавты Аполлона для перемещений по поверхности Луны использовали открытый, негерметичный вездеход.
“На одном из погружений проводимым Дарленом Лимом (Darlene Lim) -главным исполнителем PLRP и мной, предполагалось пройти десять точек маршрута, но мы прошли только четыре. Мы решили остаться в четвёртой точке, так как там был очень интересный материал, который мы хотели подробно исследовать», – делится Гернхард. Так, даже при том, что они не выполнили исходную «программу полета», у погружения «фактически научная отдача была сильнее запланированой». И это тот вид свободы, в направлении которой, как я думаю, мы должны работать”.
В предыдущих человеческих полётах на Луну, как и с выходами в открытый космос с борта Шаттла, действия астронавтов на поверхности проводились строго по книге и контролировалось бортинженерами на Земле. В будущие планы человеческого путешествия на Луну входит строительство полупостоянных лунных баз. Астронавты потратят намного больше времени на исследовательские вылазки, и, как думает Гернхард, им потребуется большая автономность и свобода принятия решения.
Он полагает, что вездеходы и скафандры должны производится с учётом этого нового подхода. К примеру, он разработал опытный образец маленького герметичного вездехода, который с комфортом вмещает двух человек. Размером всего с микроавтобус, в нём находится кухня, спальня и уборная, он может проехать до 1000 километров в путешествиях длящихся около двух недель. В его внешнюю стену также встроено два скафандра. Интеграция скафандров - идея Гернхарда, которая позволит астронавтам проводить большую часть своего времени внутри, делая только короткие вылазки за образцами.
“Когда Вы видите нечто, что вы хотите взять в качестве образца, вы можете буквально открыть дверь в спине скафандра, входите в него и закрываете дверь. Наша цель состоит в том, что бы черех десять минут вы уже стояли "ботинками на поверхности и собирали камни, – рассказывает он. – Они будут вести машину, замечать нечто, прыгать в скафандры, работать в течение пары часов, потом возвращаться без предупреждения назад и обедать”.
Будущие исследователи могут пересечь луну в маленьких герметичных вездеходах со встроенными скафандрами, такими как эти концептуальные проекты.
Опыт пилотирования субмарины в озере Павильон, помогли Гернхарду убедиться в ценности этого подхода. Субмарины, говорит он, очень хороши для того, чтобы двигаться и выполнять крупномасштабные обзоры, но они оказались немного неуклюжими, когда приходило время сбора образцов. Он описал одну попытку использовать автоматизированную руку субмарины, для сбора пивной бутылки, обросшей микробиолитами. «Мне потребовались около десяти минут, чтобы достать её. В результате я сломал большинство микробиолитов. Лучше бы я вскочил в скафандр, вышел бы, поднял эту бутылку и вернулся обратно в субмарину», рассказывает он.
Гернхард с коллегами-подводниками надеется, что в будущем они получат шанс осуществлять это в своей оперативной работе. Nuytco, канадская компания которая построила подводные лодки «DeepWorker», работает над герметичный подводным скафандром, который будет использоваться в комбинации с маленькими субмаринами для того, чтобы пересекать большие расстояния и позволить водолазам собирать образцы вручную в самых глубоких частях озера, убирая необходимость обращаться к опасному нырянию с аквалангом.
Сейчас Гернхард готовится к обширному полевому тесту, который сравнит эффективность проекта "маленького герметичного вездехода с интегрированными скафандрами" с эффективностью прочих проектов вездеходов и скафандров. Будут также испытаны различные эксплуатационные подходы, использующие различные степени автономности. Как считает Гернхард, такие прямые сравнения помогут NASA определить, какие технологии, и какие подходы к исследованию, приведут к самому большому научному результату.
По материалам Astrobiology Magazine