Аналоговая среда обитания на Марсе — одна из нескольких исторических, существующих или предлагаемых исследовательских станций, разработанных для моделирования физической и психологической среды миссии по исследованию Марса. Эти среды обитания используются для изучения оборудования и методов, которые будут использоваться для анализа поверхности Марса во время будущей миссии с экипажем, а имитация изоляции добровольных жителей позволяет ученым изучать медицинские и психосоциальные эффекты долгосрочных космических миссий . Они часто строятся в поддержку обширных аналогов Марса (см. Список аналогов Марса ). Однако иногда существующие природные места также оцениваются как аналоги Марса . Марсианские среды обитания с экипажем присутствуют в большинстве миссий по исследованию Марса людьми; альтернативой может быть терраформирование или телеприсутствие.
МКС также описывалась как предшественник марсианской экспедиции. В отношении марсианской среды обитания было отмечено, что обе они по сути являются закрытыми системами. [1]
Аналоговые среды обитания на Марсе создаются для подготовки астронавтов, инженеров и исследователей к будущим вызовам отправки пилотируемой миссии на Марс. Эти аналоги населены небольшими группами добровольцев и могут работать в условиях, «подобных марсианским», от нескольких дней до года. Среды обитания часто располагаются в областях, которые в какой-то мере напоминают окружающую среду Марса, например, полярные пустыни . Живя в средах обитания, члены экипажа в основном изолированы от внешнего мира, выживают на диете из замороженной пищи и могут проводить полевые эксперименты, надевая защитные скафандры. Тем временем исследователи анализируют медицинское и психологическое состояние членов экипажа и изучают социальную и командную динамику экипажа.
Исследовательская станция Flashline Mars Arctic Research Station (FMARS) была основана в 2000 году на территории Нунавута, Канада . [2] Эта станция является первым аналогом Марса, созданным Mars Society , группой по защите интересов космоса, созданной в августе 1998 года. С начала полевых работ в апреле 2001 года на станции побывало двенадцать отдельных экипажей (по 6–7 человек в каждом). В то время как большинство миссий длились менее одного месяца, экипаж FMARS Crew 11 оставался в марсианской симуляции в течение 100 дней.
FMARS руководствуется тремя целями, поставленными Марсианским обществом: служить испытательным полигоном для исследования Марса человеком, служить полезным исследовательским центром на аналоговом участке Марса и генерировать общественную поддержку для отправки людей на Марс. [3] Исследования, проводимые членами экипажа во время проживания в среде обитания, включают анализ методов обнаружения подземных вод. Члены экипажа установили сейсмические датчики вдоль кратера Хоутон , надев прототипы скафандров, затем проверили, как датчики реагируют на мини-землетрясения (создаваемые кувалдой), чтобы создать трехмерную карту подземных вод. [4]
Дополнительные эксперименты проверяли, насколько хорошо члены экипажа FMARS могли работать с «земной» удаленной научной группой. В одном примере удаленная научная группа использовала аэрофотоснимки для выбора десяти областей научного интереса для изучения и анализа командой FMARS. [5] Этот эксперимент помог исследователям определить более эффективные методы разведки и изучения мест интереса в условиях ограничений связи пилотируемой миссии на Марс. Исследование, проведенное на команде FMARS в июле 2009 года, изучало психологические трудности, с которыми сталкивались члены экипажа (особенно последствия изоляции от семьи, конфликты между членами экипажа и диета), а также положительные эффекты решения проблем и исследования. [6]
Исследовательская станция Mars Desert Research Station (MDRS) является вторым аналоговым местом обитания на Марсе, созданным Марсианским обществом. Расположенная на Сан-Рафаэль-Свелл в штате Юта , станция MDRS была заселена 130 отдельными экипажами (примерно по 6 человек в каждом) между первым полевым сезоном в декабре 2001 года и двенадцатым полевым сезоном, закончившимся в мае 2013 года. [7] Каждая команда обычно остается в среде обитания в течение одной или двух недель. MDRS меньше сосредоточена на психосоциальных аспектах исследования космоса, чем FMARS. Вместо этого члены экипажа MDRS сосредоточены на проведении полевых исследований в имитированных марсианских условиях.
Несколько важных исследовательских результатов были получены в ходе экспериментов MDRS. Члены экипажа смогли обнаружить метан в сухих пустынных почвах, разработав методы, которые могли обнаружить метан — важную биосигнатуру — в почве Марса. [8] Было также обнаружено, что образцы почвы и паров из среды обитания MDRS содержат значительные количества метаногенов , которые ранее не предполагались в процветании в пустынной среде. [9] Это исследование подтвердило возможность существования микробной жизни на Марсе и продемонстрировало, что члены экипажа могли обнаруживать такие признаки жизни во время выхода в открытый космос.
Миссия «Марс-500» представляла собой серию экспериментов, проводившихся с 2007 по 2011 год и спонсируемых Россией , Европейским космическим агентством и Китаем . Основное внимание в этих экспериментах уделялось изучению эффектов длительной изоляции на небольшой экипаж, чтобы лучше понять психологические трудности путешествия на Марс и длительного пребывания на его поверхности. [10] Было выполнено три отдельных миссии: 14-дневная изоляция в ноябре 2007 года, 105-дневная изоляция, завершенная в июле 2009 года, и 520-дневная изоляция с апреля 2010 года по октябрь 2011 года. В отличие от других миссий Mars Analog, «Марс-500» проходил не в среде, похожей на марсианскую, а в московском научно-исследовательском институте.
Важным направлением исследований Mars-500 была ранняя диагностика «неблагоприятной личной динамики», которая может повлиять на сотрудничество среди экипажа, а также разработка методов преодоления таких проблем. [11] Исследователи решили, что любой вид психологической поддержки в будущих миссиях должен быть адаптирован к каждому отдельному члену экипажа, а не только к группе в целом или к подгруппам, принадлежащим к разным космическим агентствам. Mars-500 также обнаружил, что большинство психологических проблем усугублялись изоляцией и отсутствием стимулов, что подчеркивает необходимость предотвращения сенсорной депривации и скуки.
Хотя в эксперименте 2007 года принимала участие женщина-биолог из России Марина Тугушева, сообщается, что женщины были исключены из миссий 2009 и 2011 годов, чтобы предотвратить проблемы, вызванные сексуальным напряжением. [ необходима цитата ] Однако, учитывая многонациональный состав экипажа, были предприняты особые усилия для содействия эффективному взаимодействию среди многонационального экипажа. [12]
Программа Hawaii Space Exploration Analog and Simulation ( HI-SEAS ) — это серия миссий, организованных Корнелльским университетом и Гавайским университетом в Маноа . [13] Место обитания находится на высоте 2400 метров (8000 футов) над уровнем моря на Мауна-Лоа на Большом острове Гавайев . Первая миссия HI-SEAS проходила с апреля по август 2013 года, за ней последовала серия последующих миссий. [14]
Как и другие миссии, HI-SEAS оценивает социальный и психологический статус членов экипажа, пока они живут в изоляции и проводят полевые работы в условиях, подобных марсианским. Ранние миссии были сосредоточены на диете и питании членов экипажа. В частности, HI-SEAS изучал, как «прием пищи в замкнутой и изолированной обстановке, похожей на ту, которую астронавт будет испытывать во время миссии» влияет на настроение членов экипажа и их взаимодействие друг с другом. [15] Члены экипажа готовят себе еду, используя комбинации ингредиентов длительного хранения и предварительно упакованных блюд, и часто заполняют опросы, чтобы определить свое настроение, здоровье и удовлетворенность едой. Более поздние миссии были сосредоточены на составе экипажа и коммуникации, с особым акцентом на взаимодействие экипажа во время миссии и технику разбора миссии. [16]
HI-SEAS также принимает исследовательские предложения, представленные внешними исследователями. В рамках этих усилий HI-SEAS тестирует программное обеспечение, которое отслеживает психологическое благополучие путем анализа текстовой коммуникации, чтобы ограниченный доступ будущих астронавтов к психиатрической помощи не был проблемой. Кроме того, HI-SEAS тестирует прочность антимикробной одежды, которую ежедневно используют члены экипажа.
Жилой комплекс CHAPEA ( Crew Health and Performance Exploration Analog) в Космическом центре имени Джонсона NASA проведет ряд аналоговых миссий, которые будут имитировать годичное пребывание на поверхности Марса. Каждая миссия будет состоять из четырех членов экипажа, живущих в Mars Dune Alpha, изолированном жилище площадью 1700 квадратных футов.
Миссия CHAPEA 1 началась 25 июня 2023 года, в состав экипажа входили: Келли Хастон, доктор философии (командир), Росс Броквелл (бортинженер), Натан Джонс, доктор медицины (врач), и Анка Селариу, доктор философии (научный сотрудник). [17]
Миссии Flashline Mars Arctic Research Station, Mars Desert Research Station и HI-SEAS продолжаются. FMARS запустит однолетнюю миссию (Mars Arctic 365) в августе 2014 года. [18] Как и в предыдущих миссиях, Mars Arctic 365 будет состоять из шести добровольцев с навыками в таких областях, как геология, биохимия, микробиология и инженерия, все из которых будут проводить полевые исследования в условиях, подобных марсианским, в контакте с удаленными группами поддержки. MDRS запланировало дополнительные краткосрочные миссии до мая 2014 года. [19] Марсианское общество планирует создать еще две среды обитания в пустынных местах, подобных марсианским: European Mars Analog Research Station в Исландии и Australia Mars Analog Research Station в австралийской глубинке . [20] Хотя эти станции должны были быть построены в 2003 году, ни одна из них не продвинулась дальше стадии планирования, и будущее миссий неясно.