Misja analogiczna na biegunie południowym

astro-369299-590x300Podróż na Marsa zaczyna się długo przed oderwaniem marsjańskiego lądownika od powierzchni Ziemi. Amerykańska agencja NASA rozpoczęła przygotowanie astronautów do marsjańskiej wyprawy na rodzimym gruncie. Przed nimi długie miesiące odosobnienia, zamknięcia i kontaktu z ekstremalnym środowiskiem (w angielskim artykule trzy czynniki ukrywają się pod akronimem ICE – Isolation, Conifinement, Extreme Enviroment). Jest miejsce na naszej planecie, które zdaje się idealnie odwzorowywać te warunki – Antarktyda.

NASA i National Science Foundation współpracują z Uniwersytetem w Houston. Celem jest powołanie eksperymentalnej kolonii w okolicach Bieguna Południowego. Eksperyment pod kierownictwem dr. Candice Alfano z uniwersytetu w Houston będzie badał ochotników przebywających długie miesiące na Antarktydzie.

Izolację i zamknięcie stosunkowo łatwo osiągnąć planując badania behawioralne. Przykładem może być więzienny eksperyment St. Milgrama z uniwersytetu w Stanford z lat 70-tych ub. wieku.  Środowisko ekstremalne natomiast jest czymś, co wymaga znacznie większych nakładów, niż opuszczona piwnica. Dlatego NASA zdecydowała się na Biegun Południowy. Antarktyda wydaje się idealnym miejscem. Czasami nazywana „białym Marsem” stanowi kontynent nieomal w całości pokryty lodem. Z tego miejsca po prostu nie da się wyjechać. Niezależnie od twojej kondycji psychicznej, zdrowia czy osobistej sytuacji, w trakcie trwania eksperymentu nie ma mowy o powrocie do domu – chwali uroki lokalizacji Lisa Spence, project manager misji analogowych NASA. Takie zasady zbliżają warunki badania do podróży kosmicznej. Nastawienie uczestników znacznie się zmienia, kiedy zdają sobie sprawę że nie ma odwrotu.

zrzut-ekranu-2016-09-20-o-21-50-07

Model 3D bazy misji analogowej ICE

Jak bardzo ekstremalne warunki mają na myśli badacze? 98% kontynentu otaczającego Biegun Południowy pokrywa lód. Wieją tam ekstremalnie silne wiatry, a średnia temperatura waha się w przedziale od -49 do -26 st. C. To najzimniejsze miejsce na Ziemi. W czasie zimowych miesięcy Słońce nie wschodzi ponad horyzont od kwietnia do września. W trakcie Nocy Polarnej lądowanie samolotem albo statkiem w te okolice to duże ryzyko. Jeśli trafiłeś tutaj właśnie zimą, to może się okazać że do domu wrócisz najwcześniej wiosną następnego roku.

Astronautka NASA Christina Hammcock-Koch spędziła wiele miesięcy na różnych stacjach polarnych asystując naukowcom w badaniach na odległość. Spędziła okrągły rok na Biegunie Południowym. Przez długie miesiące nie widzisz słońca, tylko te same twarze innych mieszkańców Bieguna. Nie odbierasz poczty, odżywiasz się wyłącznie suszonym prowiantem. Izolacja i brak bliskich osób oraz monotonność każdego kolejnego dnia to rzeczy, z którymi musisz nauczyć się dawać radę – skrótowo opisuje swoje doświadczenie.

mcmurdo-from-ob-hill

Amerykańska baza arktyczna McMurdo

Pozostawiona w takim nieciekawym położeniu Hammcock wypracowała metody, które pomogły jej nie wypaść z rytmu. Oparcie znalazła w wysiłku fizycznym, hobby i kontakcie z innymi uczestnikami badania. Przede wszystkim astronautka nauczyła się nie myśleć o rzeczach, za którymi tęskni i skupiała się wyłącznie na swojej pracy. Nauczyła się doceniać swoje nieciekawe położenie – świadoma, że może tam więcej nie wrócić, starała się zarejestrować jak najwięcej detali swojego lodowego domu.

Badanie uniwersytetu w Houston, NASA i NSF ma wystartować w lutym 2017 roku. 110 uczestników zamieszka w okolicach Bieguna Południowego i na amerykańskiej stacji polarnej McMurdo. W McMurdo przebywa zwykle około 250 osób i ewakuacja zimą choć trudna, jest możliwa. Takiego luksusu brakuje na środku kontynentu. 

Obserwując mieszkańców obydwu stacji badacze chcą lepiej zrozumieć źródła i mechanizmy psychiczne związane ze przeżywaniem stresu. Badani będą co jakiś czas wypełniać kwestionariusze psychologiczne i oddawać próbki śliny. Na celowniku psychologów znajdzie się też dobowy cykl snu/jawy uczestników. Dzięki badaniu zamierzają wypracować wiarygodny test do szacowania poziomu stresu i zdrowia psychicznego.quzwndgqd

Test, jeśli okaże się skuteczny, pomoże w szybkim rozpoznaniu potencjalnych zagrożeń ze strony kondycji psychicznej astronautów. Szybkie rozpoznanie umożliwi podjęcie odpowiednich kroków, które zabezpieczą podróżników przed skutkami nieciekawych kryzysów psychicznych. Badacze wskazują szereg innych zastosowań – choćby w wojsku i wszedzie, gdzie ważne jest umiejętne zarządzanie zasobami ludzkimi.

Jednocześnie w planach NASA znajduje się trening personelu medycznego, przygotowujący ratowników medycznych do pracy w warunkach ICE. Niewykluczone, że któryś z chirurgów – uczestników eksperymentu w przyszłości weźmie udział w prawdziwej misji na Marsa.

Więcej o misji analogowej znajdziecie w googlach pod hasłem Characterizations of Psychological Risk, Overlap with Physical Health, and Associated Performance in Isolated, Confined, and Extreme (ICE) Environments. Ewentualnie zaglądajcie do nas. Stronę w miarę możliwości (czasu, chęci i newsów) będziemy aktualizować.

na podst. NASA News Washington DC

Ogródek na pozaziemskiej glebie

journal.pone.0103138.g002.png

Eksperymentalna uprawa na uniwersytecie w Wageningen

Jest bardzo możliwe, że w ciągu najbliższych 20 lat uruchomimy kolonie badawczą na powierzchni któregoś z najbliższych ciał niebieskich. Może na Księżycu, może na Marsie. Pod względem ekonomicznym obydwie perspektywy są takie same, podróż na Marsa trwałaby jedynie dłużej.

Warto zastanowić się nad uruchomieniem na Marsie stałej kolonii, na którą astronauci lecieli by w jedną stronę. W pierwszych latach działania pozaziemskiego habitatu nie byłoby rotacji osadników. Takie założenie uprościło by znacznie zakres przygotowań, odrzucając etap oderwania się z Marsa w kierunku powrotnym na Ziemię. Z biegiem lat na Marsie zbudowany zostanie kosmodrom i rejsy w obydwie strony staną się możliwe.

O szczegółach przygotowania takiej misji nic konkretnego nie wiem. Skromne informacje jakie wyszperałem w sieci zamieściłem kilka razy na stronie, chociażby o skafandrze czy o hodowli roślin poza Ziemią. Ponieważ eksperyment dotyczący uprawy w analogach gleby eksterralnej dobiegł końca, dzisiaj mowa będzie właśnie o pozyskiwaniu warzyw na Marsie i Księżycu.

Celem pracy naukowców z holenderskiego uniwersytetu w Wageningen było ustalenie w jakim stopniu pozaziemska gleba nadaje się do uprawy. W tym celu w blisko tysiącu małych doniczek zasiali 14 różnych gatunków roślin i przez 50 dni przyglądali się jak sobie radzą w niecodziennych warunkach. Na stole badawczym wylądowały rośliny takie jak pomidory, marchewka albo gorczyca (pełna lista jest na nast. str.).

martiangardenpotatoes.jpg

Pozaziemska uprawa popularnej bulwy na filmie The Martian

Najtrudniejsze w całym eksperymencie było zdobycie odpowiedników marsjańskiej i księżycowej gleby. Sami wiecie, współcześnie o dostawy jest bardzo trudno. Badacze byli zmuszeni posłużyć się odpowiednikami wyprodukowanymi w laboratorium na podstawie dostępnych analiz chemicznych in-situ z misji kosmicznych Apollo, Pathfinder i Voyager.

Należało dołożyć starań, aby zawartość soli mineralnych i składników organicznych w najlepszym stopniu odpowiadała glebom pozaziemskim. Z popiołu wulkanicznego w laboratoriach NASA powstały 2 gleby eksperymentalne, nabyte na potrzeby eksperymentu. Gleba kontrolna pochodziła z Holandii. Gleb nie wzbogacano nawozami a do podlewania używano wyłącznie destylowanej wody.

Po 50 dniach badacze stwierdzili, że rośliny można uprawiać na substytucie ziemi marsjańskiej i księżycowej. Wyniki przyrostu masy biologicznej wyhodowanej „na Marsie” okazały się najlepsze, najgorzej z trójki wypadł Księżyc. Tamtejsza gleba jest bardzo uboga w związki organiczne. Na następnej stronie znajdziecie tabele z obserwacjami i nazwami hodowanych w eksperymencie roślin. Bardziej wnikliwych odsyłam do sprawozdania w linku na końcu tego posta.

Dopóki marsonautom nie będzie przeszkadzała dieta oparta wyłącznie na warzywach, nie powinni martwić się o zapasy pożywienia na marsjańskiej pustyni. Wielu wyda się to niepoważne, ale praca w ogrodzie będzie miała również pozytywny wpływ na atmosferę w kolonii. Bo uprawianie roślin to oprócz ubrudzonych rąk przyjemność i odprężenie.

Pełne sprawozdanie z eksperymentu znajdziecie pod tym linkiem. Czytaj dalej