В ближайшие годы НАСА и другие космические агентства отправят людей обратно на Луну впервые со времен эры Аполлона — на этот раз, чтобы остаться там! Чтобы максимизировать прямую видимость связи с Землей, видимость Солнца и доступ к водяному льду, НАСА, ЕКА и Китай выбрали Южный полюс Луны (LSP) в качестве места для своих будущих лунных баз. Это потребует создания постоянной инфраструктуры на Луне и потребует, чтобы астронавты имели необходимое оборудование и подготовку для работы в условиях вокруг южного полюса Луны.
Сюда входят условия освещения, которые представляют собой серьезную проблему для научных операций и выхода в открытый космос (EVA). Вокруг LSP день и ночь длятся по две недели, а Солнце никогда не поднимается выше, чем на несколько градусов над горизонтом. Это создает суровые условия освещения, сильно отличающиеся от тех, с которыми сталкивались астронавты Аполлона или любые предыдущие миссии. Чтобы решить эту проблему, Совет по инженерному обеспечению и безопасности НАСА (NESC) рекомендовал разработать широкий спектр физических и виртуальных методов, которые могут имитировать визуальный опыт астронавтов Артемиды.
В прошлом проектирование систем освещения и функциональной поддержки зрения обычно отводилось на самый низкий уровень планирования программы. Это хорошо сработало для миссий «Аполлон» и выходов в открытый космос на низкой околоземной орбите (LEO), поскольку сама по себе конструкция шлема решала все проблемы со зрением. В программе «Артемида» ситуация будет иной, поскольку астронавты не смогут избежать попадания в глаза резкого солнечного света в течение большей части времени, которое они проводят при выходе в открытый космос. Существует также проблема обширного затенения вокруг LSP из-за его кратерного и неровного характера, не говоря уже о продолжительных лунных ночах.
Кроме того, транспортные средства и места обитания астронавтов будут нуждаться в искусственном освещении во время миссий, а это означает, что астронавтам придется переходить от окружающего освещения к резкому солнечному свету и/или интенсивной темноте и обратно. Поскольку человеческому глазу трудно адаптироваться к этим переходам, это будет препятствовать «функциональному зрению» космонавта, которое необходимо для управления транспортными средствами, безопасного выхода в открытый космос, работы с инструментами и управления сложными машинами. Это особенно верно, когда речь идет о марсоходах и посадочном лифте, используемых звездолетом HLS – оба из них будут использоваться для Артемида III и IV миссии.
Как указывает Меган Чаппелл, аналитик по управлению знаниями в Исследовательском центре НАСА в Лэнгли, это потребует разработки новых систем функциональной поддержки зрения. Это означает, что шлемы, окна и системы освещения могут работать вместе, чтобы позволить экипажам «видеть в темноте, пока их глаза адаптированы к свету, при ярком свете, но все еще адаптированы к темноте, и защищать их глаза от травм». Согласно оценке NESC, эти проблемы не были решены, и их необходимо понять, прежде чем можно будет реализовать решения.
В частности, они указали, что функциональное видение и конкретные задачи для астронавтов «Артемиды» не были включены в требования к проектированию системы. Например, новые скафандры, разработанные для программы «Артемида» — Axiom Extravehicle Mobility Unit (AxEMU) — обеспечивают большую гибкость, поэтому астронавтам легче передвигаться по поверхности Луны. Однако в настоящее время не существует функций или систем, которые позволили бы астронавтам видеть достаточно хорошо при переходе от яркого солнечного света к темной тени и обратно, не теряя при этом опоры.
Оценка NESC выявила несколько других пробелов, что побудило их рекомендовать, чтобы методы, обеспечивающие функциональное видение, стали особым и новым требованием для проектировщиков систем. Они также рекомендовали интегрировать процесс проектирования освещения, окон и козырьков. Наконец, они рекомендовали разработать различные методы физического и виртуального моделирования для удовлетворения конкретных требований. Это означает программы виртуальной реальности, которые имитируют прогулку по LSP в течение лунного дня и ночи с последующей «генеральной репетицией» миссий в аналоговых средах (или в обоих вместе!).
Как резюмировал Чаппелл, моделирование, скорее всего, будет сосредоточено на различных аспектах элементов миссии, чтобы оценить эффективность их замыслов:
«Некоторые обращаются к ослепляющему эффекту солнечного света на LSP (что нелегко достичь с помощью виртуальных подходов), чтобы оценить [the] эффективность защитных шлемов и искусственного освещения в зависимости от окружающей среды и времени адаптации. Другие модели моделирования будут добавлять характеристики местности для выявления угроз в простых (например, ходьба, сбор образцов) и сложных (например, обслуживание и эксплуатация оборудования) задачах. Поскольку разные учреждения имеют разные сильные стороны, они также имеют разные слабые стороны. Эти сильные и слабые стороны должны быть охарактеризованы, чтобы обеспечить возможность проверки технических решений и обучения экипажа».
Эта последняя серия рекомендаций напоминает нам, что НАСА стремится добиться регулярного присутствия человека на Луне к концу этого десятилетия. По мере приближения этого дня становится очевидной необходимость более глубокой подготовки и планирования. К тому времени, когда астронавты будут совершать регулярные полеты на Луну (по данным НАСА, один раз в год после 2028 года), им понадобится лучшая подготовка и оборудование, которое мы можем собрать.
Дополнительная литература: НАСА
