Scott Kelly, hier in der Kuppel der Internationalen Raumstation gezeigt, hat im März 2016 eine einjährige Weltraummission abgeschlossen.
(Bild: © NASA)
SAN FRANCISCO - Die NASA wird die Dinge in der Erdumlaufbahn ein wenig durcheinander bringen, um sich auf den riesigen Sprung zum Mars vorzubereiten.
Die Agentur hat die angesehen Internationale Raumstation (ISS) als wichtiges Trainingsgelände für Reisen in die Ferne, seit die ersten Astronauten im November 2000 das Orbitlabor besuchten. Die NASA plant jedoch, diese Rolle für die Station in naher Zukunft zu verstärken und die ISS expliziter als "Mars-Transit" zu behandeln analog "zur Vorbereitung auf Missionen mit Besatzung auf dem Roten Planeten in den 2030er Jahren.
"Wir könnten wirklich viel mehr tun", sagte Julie Robinson, Chefwissenschaftlerin der NASA für das ISS-Programm, hier am Samstag (2. November) auf der ersten Space Health Innovation Conference. "Wir sind bereit, mehr zu tun, denn wir haben 20 Jahre wirklich gute Datensätze."
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Robinson leitete ein multidisziplinäres Team, das kürzlich a Handvoll ISS-Modifikationen das könnte helfen, den bemannten Weg der NASA zum Roten Planeten zu ebnen. Einer dieser "Anwendungsfälle" besteht darin, mehr einjährige Missionen im Orbitlabor durchzuführen.
Besatzungsmitglieder verbringen normalerweise etwa sechs Monate an Bord der ISS, bevor sie wieder auf die Erde zurückkehren. Aber das ist viel kürzer als eine Marsmission; Die Reise zum Roten Planeten dauert mit der aktuellen Antriebstechnologie acht bis neun Monate. Die NASA will also mehr Daten über die Auswirkungen der Langzeit-Raumfahrt über die physiologische und psychologische Gesundheit von Astronauten. (Die ISS ist in dieser Hinsicht natürlich kein perfektes Mars-Analogon. Sie befindet sich in der schützenden Magnetosphäre der Erde und ist daher weniger schädlich Strahlung als ein marsgebundenes Fahrzeug wäre.)
Bis heute hat die Agentur nur eine einjährige ISS-Mission gestartet. Senden von Scott Kelly Der russische Kosmonaut Mikhail Korniyenko nahm ebenfalls an diesem Flug teil und verbrachte 342 Tage im Weltraum, genau wie Kelly.
Die NASA hat auch die ISS-Aufenthalte von zwei anderen Astronauten in den Bereich "Mars-Transit" verlängert: Peggy Whitson Christina Koch, die im März im Orbitlabor eingetroffen ist, soll im Februar 2020 ausfallen.
Aber diese drei Datenpunkte sind nicht genug, sagte Robinson.
"Was wir jetzt sagen, ist, dass wir das wirklich verbessern und 10 weitere Themen zu dieser US-Datenbank hinzufügen wollen", sagte sie.
Das ISS-Programm hat diesen Plan genehmigt, den die NASA umsetzen kann, sobald ein privates Astronautentaxi in Betrieb ist, fügte Robinson hinzu.
Das Commercial Crew Program der NASA hat die Entwicklung von zwei solchen Kapseln finanziert: SpaceX's Crew Dragon und Boeing CST-100 Starliner. Beide könnten nächstes Jahr anfangen, Leute zu fliegen. Bis dahin bleibt die NASA jedoch auf russische Sojus-Raumschiffe angewiesen, um Astronauten zum und vom umlaufenden Labor zu bringen. Und das wirft ein Planungsproblem auf.
"Wir müssen die Kontrolle über unser Rettungsboot haben, um den Zeitplan der Besatzung zu kontrollieren", sagte Robinson.
"Und wir arbeiten immer noch mit unseren russischen Kollegen zusammen, um zu definieren, ob auch einige Kosmonauten teilnehmen sollen", fügte sie hinzu. "Weil das die stärkste [Option] ist, ist, wenn beide Einheiten zusammenarbeiten, wie wir es mit Mikhail und Scott getan haben."
Der zweite Anwendungsfall hängt auch von der Verfügbarkeit eines privaten Fahrzeugs ab - insbesondere von Starliner. Die NASA möchte mehr über die Fähigkeiten von Astronauten erfahren, die durch einen lang anhaltenden Raumflug "dekonditioniert" wurden, um zu sehen, was sie unmittelbar nach der Landung tun können Mars nach ihrer langen Reise. Werden sie zum Beispiel über ausreichende Feinmotorik verfügen, um Stromkabel an ihrem Lander auszutauschen oder bei Bedarf andere fummelige Aufgaben auszuführen?
Dies ist keine dumme Frage. Überlegen Sie, wie hilflos Astronauten nach ihrer Rückkehr von ISS-Missionen erscheinen. Sie sind aus ihren herausgezogen Sojus von Bergungsteams, in Decken gewickelt und in bequeme Stühle eingebettet, um auf gründliche medizinische Untersuchungen zu warten.
Und es gibt logistische Bedenken, die mit den Gesundheitsproblemen einhergehen. Zum Beispiel haben frühere Studien, die mit dem Mars-Architektur-Team der NASA durchgeführt wurden, gezeigt, dass, wenn von den Pionieren des Roten Planeten eine Woche lang nichts erwartet werden könnte, viel mehr Batterieleistung in ihren Lander eingebaut werden müsste, was die Masse verdoppelt, sagte Robinson.
Die NASA hat im vergangenen Juni einen 10-stündigen sensomotorischen Test mit gerade gelandeten ISS-Besatzungsmitgliedern durchgeführt und möchte eine ein- bis zweitägige Version mit Astronauten durchführen, die auf Starliner landen, sagte Robinson. Die Boeing-Kapsel ist hier die Wahl, weil sie wie die Sojus (und wie ein Marslander) auf festem Boden aufsetzt, während Crew Dragon im Ozean planscht.
"Landungen im Wasser sind als Mars-Analogon wirklich nicht gut, weil man etwas nimmt, das schon ziemlich schlecht war, und es schrecklich schlimmer macht, indem man im Ozean herumspringt", sagte Robinson.
Wenn das ISS-Programm diesen Plan genehmigt, könnten theoretische eingehende Tests - deren Art noch ausgearbeitet wird - theoretisch bereits 2022 bei der dritten Starliner-Landung mit Besatzung durchgeführt werden, fügte sie hinzu.
Astronauten, die zum Mars reisen, haben nicht Zugang zu allen Annehmlichkeiten der ISS, die etwa das gleiche interne Volumen wie ein 747-Jet hat und regelmäßig vom Boden aus wieder versorgt wird. Zu diesen Ausstattungsmerkmalen gehören auch Echtzeit-Ratschläge von Bodenkontrollern, da die Kommunikationsverzögerung durch die große Entfernung zwischen einem marsgebundenen Fahrzeug und der Erde verursacht wird. Die Pioniere des Roten Planeten müssen also autarker sein, insbesondere bei Notfällen.
Das bringt uns zu zwei weiteren Anwendungsfällen: Simulation eines schwerwiegenden medizinischen Problems, das während der Reise zum Roten Planeten auftritt, und Auferlegung einer Mars-Mission-ähnlichen Zeitverzögerung für die Kommunikation mit der Missionskontrolle. Die NASA plant, im nächsten Frühjahr eine medizinische Simulation auf der ISS durchzuführen. Das ISS-Programm hat sich bereit erklärt, ein zweiwöchiges Experiment zur Verzögerung der Kommunikation zu planen, sagte Robinson, und es ist möglich, dass in Zukunft längere Aufenthalte folgen werden.
Die ISS kann jedoch nicht alle potenziellen Anwendungsfälle berücksichtigen. Zum Beispiel wäre es schön, den verfügbaren Platz auf 8 Kubikfuß (25 Kubikmeter) pro Besatzungsmitglied zu beschränken, denn das ist mehr oder weniger das, was ein Mars-gebundenes Fahrzeug bieten soll, sagte Robinson. Diese Änderung kann jedoch nicht an der dicht gepackten ISS vorgenommen werden. Es gibt einfach keine Möglichkeit, Dinge zu bewegen, um den gewünschten Effekt zu erzielen.
Raumbeschränkungsexperimente könnten jedoch an kommerziellen Modulen durchgeführt werden, die in Zukunft an die ISS andocken, sagte Robinson, oder an frei fliegenden Raumstationen, die sich in einer erdnahen Umlaufbahn niederlassen. Solche Arbeiten könnten auch durchgeführt werden Das Tor, der kleine, mondumlaufende Außenposten, mit dessen Bau die NASA 2022 im Rahmen des Artemis-Monderkundungsprogramms der Agentur beginnen will.
Und Artemis selbst ist ein Sprungbrett zum Mars, haben NASA-Beamte betont. Die Agentur möchte bis 2028 eine langfristige und nachhaltige Präsenz auf und um den Mond aufbauen und dabei die Fähigkeiten und Techniken erlernen, die erforderlich sind, um Astronauten auf den Roten Planeten zu bringen.
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