Quali habitat sottomarini ci stanno insegnando su veicoli spaziali ed esplorazioni

Quando si tratta di progettare veicoli spaziali e preparare gli astronauti per la vita a gravità zero, l'oceano è il miglior ambiente di test su questo lato della stratosfera. Una delle somiglianze più utili tra il mare profondo e lo spazio profondo è la gravità modificata. La gravità non diminuisce sott'acqua, ma la galleggiabilità la neutralizza, consentendo agli esseri umani di abituarsi a nuovi tipi di movimento e tensioni inaspettate. Inoltre, c'è la pressione, che è altamente variabile e la dimensione degli alloggi, che non lo è. È sott'acqua stretto, motivo per cui #submersiblelife è così rilevante per le agenzie spaziali curiose sugli effetti a lungo termine del parto.

"Tutti questi test informano su cosa deve essere la progettazione di veicoli spaziali e altre attrezzature", afferma Bill Todd, il comandante degli aquanaut delle prime operazioni NASA per le missioni ambientali estreme (NEEMO) al laboratorio subacqueo Aquarius al largo delle coste della Florida.

Secondo Todd, le più grandi lezioni che gli ingegneri spaziali possono prendere dai veicoli sottomarini riguardano sistemi di supporto vitale. In entrambi i casi, il lavaggio con anidride carbonica è fondamentale, deve esserci cibo a portata di mano e la gestione dei rifiuti è un problema. Queste astrazioni si manifestano come somiglianze fisiche: gli ingegneri progettano sistemi sottomarini e spaziali con cablaggi ed efficienze elettriche simili per resistere alle condizioni di cambio.

Uno dei vantaggi del lavorare nell'oceano è che le condizioni cambiano. "Nella colonna d'acqua, possiamo modificare il livello di gravità", spiega Todd. "Possiamo andare da un livello di gravità lunare, che è circa il 17 per cento della gravità della Terra. Oppure possiamo andare a una gravità marziana, che è circa il 38% della gravità terrestre. O potremmo andare a ciò che potresti sperimentare su un asteroide o sulla Stazione Spaziale Internazionale, che è la microgravità, o l'assenza di gravità."

Tuttavia, in tutti i casi, l'obiettivo è di mantenere un interno stabile e di supporto in circa una atmosfera di pressione. Questo è probabilmente il più grande problema con cui i progettisti di veicoli devono fare i conti. "L'elemento unificante sono le persone", afferma Bowen. "Gli astronauti richiedono più o meno lo stesso ambiente di quanto non faccia un aquanaut."

Uno dei grandi obiettivi delle missioni NEEMO è quello di aiutare a testare e migliorare i sistemi di supporto vitale che si utilizzerebbero nello spazio. Questi non sono solo quelli che aiutano a controllare la temperatura e l'umidità dell'ambiente e forniscono aria respirabile a un habitat isolato - includono anche i sistemi personali che un astronauta indosserebbe o trasporterebbe mentre si trovavano fuori da un habitat sostenibile.

Ci sono serie conseguenze per le decisioni prese sott'acqua. E quella serietà, oltre allo stress che lo accompagna, è un ingrediente fondamentale per testare sul campo non solo le attrezzature, ma gli esseri umani.

Le missioni NEEMO funzionano creando un piccolo equipaggio con un comandante e due aquanauts professionisti, e affidandoli a vari tipi di progetti di ricerca. Le procedure e il "piano di volo" sono molto simili a quelli usati nei viaggi spaziali. Le attività sono tutte progettate per esporre i partecipanti ai rigori del volo spaziale, al netto delle forze g sul decollo.

Progettano anche habitat strutturati in modo simile.

Anche i veicoli spaziali e i sottomarini non hanno una forma diversa. Entrambi usano spesso uno scafo cilindrico o sferico che aiuta l'imbarcazione a navigare meglio nei rispettivi ambienti. "Le forme arrotondate tendono ad avere profili di trascinamento inferiori", afferma Andy Bowen, un ingegnere sommergibile presso l'Istituto oceanografico Woods Hole, che rende più facile per le imbarcazioni subacquee muoversi attraverso l'acqua o una nave spaziale per farla uscire dall'atmosfera terrestre.

Il movimento è un altro elemento comune tra i due mestieri. Le imbarcazioni subacquee sono spesso progettate con meccanismi di spinta che consentono all'articolato di muoversi in tutte le direzioni. Manovra spaziale in modo quasi identico nello spazio. Le correnti in acqua simulano la gravità vicino a pianeti, lune e altri oggetti celesti.

Tuttavia, ci sono limitazioni a quanto gli astronauti e gli ingegneri di veicoli spaziali possono imparare sott'acqua; dopotutto, i due ambienti sono fondamentalmente diversi. "I veicoli spaziali affrontano cambiamenti estremi di temperatura, dal caldo estremo al freddo estremo", afferma Todd. "In genere devono essere leggeri e compatti. Undersea è radicalmente diverso. Vuoi essere pesante - non leggero - per sopportare incredibili cambi di pressione, specialmente man mano che vai sempre più a fondo. "Ecco perché gli scafi delle navicelle spaziali sono per lo più in alluminio, mentre le imbarcazioni subacquee solitamente usano acciaio ad alta pressione.

Fondamentalmente, i traffici della NASA in termini di privazione e difficoltà e, a tal fine, cercano i più oltraggiosi inconvenienti che il nostro pianeta ha da offrire. Per ora, l'oceano fornisce una costante crisi di difficoltà, ma le spedizioni future potrebbero richiedere missioni analogiche sotterranee, missioni di lava o missioni sul ghiaccio. La simulazione deve essere una parte fondamentale del processo di pre-lancio. Non possiamo preparare gli astronauti per quello che non sappiamo, ma possiamo aiutarli a prepararsi a trattare con l'ignoto.