Каждый курс обучения длится около трех недель. Первые две недели направлены на то, чтобы предоставить астронавтам необходимые поведенческие модели, научные знания и технические навыки для эффективной и безопасной работы в подземной среде. В это время стажеры посещают простые пещеры, чтобы познакомиться с условиями, в которых они окажутся во время своей последней экспедиции, шестидневной непрерывной экспедиции по исследованию сложной пещерной системы. Основная цель миссии — развить их коммуникативные способности, способность принимать решения, решать проблемы, лидерские качества и способность к командной работе посредством командной деятельности и реальной миссии экипажа, выполняемой в среде, подобной космической. [2] [3] [4]
Расположение
Первые пять изданий CAVES (2011, 2012, 2013, 2014 и 2016) проводились в нескольких пещерах итальянского острова Сардиния , части карстовой системы, которая находится в регионе Супрамонте . Породы в этой области в основном состоят из известняка и доломита. [2] [5]
Выпуск CAVES 2019 года проводился в так называемой области «Классический Карст», карстовом регионе между Италией и Словенией, всемирно известном своими известняковыми пещерами. Здесь курс использует возможности, предоставленные региональным парком Шкоцянские пещеры , а полевые мероприятия проводятся в нескольких пещерах вдоль подземного течения реки Тимаво , как в Италии [6], так и в Словении. [2]
Цели
Астронавты ищут образцы воды и микробиологические образцы во время CAVES
Обучение CAVES ставит перед участниками следующие цели:
Эффективная совместная работа в сложных условиях;
Приспособление к отсутствию комфорта и приватности;
Исследование пещеры;
Проведение научных и технологических исследований;
Решение логистических проблем и борьба с ограниченными ресурсами;
Столкновение с психологическими последствиями миссии; [7] [8]
Разрешение критических ситуаций;
Постоянное знание требований безопасности;
Обучение участников навыкам лидерства. [2] [5]
Космический аналог
Микробиологический отбор проб
Пещерная среда является исключительным аналогом космоса. Она воссоздает на Земле многие стрессовые условия и специфические характеристики, встречающиеся в длительных космических полетах, такие как:
Неизвестная/незнакомая среда . Знания команды о пещере ограничиваются тем, что обнаружили и задокументировали предыдущие экспедиции.
Отсутствие временных ориентиров – прямое следствие постоянной темноты пещеры.
Изменение циркадных ритмов и нарушение сна . Отсутствие ориентиров по времени и ограниченные возможности влияют на качество сна и продолжительность циклов.
Сенсорное изменение/депривация . Пещеры не только лишены света, но и практически не обеспечивают никаких слуховых и обонятельных стимулов.
Ограниченная конфиденциальность . Небольшие, замкнутые пространства не предоставляют достаточно места для уединения или личного пространства для членов команды.
Социальные и культурные аспекты/размер экипажа . В состав команды входят астронавты из ЕКА , НАСА , РОСКОСМОСа , CSA , JAXA и CNSA , поэтому динамика работы команды, возникающая во время миссии, аналогична той, которая ожидается от международной совместной космической миссии.
Ограниченные ресурсы/гигиена . Логистика внутри пещеры чрезвычайно сложна, внутрь можно пронести только ограниченное количество припасов.
Изоляция/Ограниченная связь с внешним миром . Связь с внешним миром ограничивается взаимодействием с группой поддержки миссии из-за задержки, чтобы усилить чувство изоляции.
Астронавт в затруднительном положении во время CAVES
Высокий уровень автономии — во время исследования экипаж должен действовать с минимальным вмешательством извне.
Реальная физическая опасность – Даже при соблюдении всех разумных мер безопасности пещеры все равно представляют опасность для людей-исследователей, включая падение, поскальзывание, камнепады или попадание в ловушку оползней или наводнений. Участники должны постоянно помнить об этих рисках.
Ограниченные возможности прерывания миссии/спасательных операций . Учитывая сложность обстановки, на планирование и проведение как эвакуационных, так и спасательных операций требуется несколько часов или даже дней.
Другая параллель с исследованием космоса касается продвижения астронавтов в пещере, то есть того, как они перемещаются в окружающей среде. Спелеологические методы включают принципы безопасности, аналогичные принципам EVA , например, необходимость быть прикрепленным к безопасной поверхности — стене пещеры в CAVES, МКС или кораблю в космосе. Миссия экипажа, выполненная во время последней экспедиции, также имеет несколько общих элементов с опытом астронавтов во время операций на МКС , включая график мероприятий, ежедневные звонки по планированию в наземную группу поддержки, а также стандартизированные процедуры и методы сбора данных. [2]
Миссия экипажа
Точно так же, как астронавты в космосе проводят значительную часть своего времени, занимаясь наукой, «пещеранавты» должны выполнить настоящую миссию экипажа, включающую несколько различных экспериментов и видов деятельности во время исследования пещеры. После командной подготовки проведение научных и технологических исследований является второстепенными целями курса CAVES. Третья цель заключается в дальнейшем исследовании и документировании ранее неизвестных областей пещеры. [2]
Программа миссии
Геология (анализ химических и физических свойств воды, подсчет скорости капания)
Окружающая среда (измерение температуры воздуха / относительной влажности / ветра / давления воздуха / концентрации CO2 / концентрации радона)
Новый вид Alpioniscus обнаружен астронавтами во время тренировок в пещерах.
Микробиология (отбор образцов микроорганизмов из почвы и с поверхностей для последующего культивирования)
Биология (подсчет и отбор проб пещерной наземной и водной фауны, поиск микроракообразных, поиск фауны в почве)
Тестирование технологий (подземные коммуникационные устройства, физиологические датчики)
Документация пещеры (фотографии и 3D-съемка пещеры, фотограмметрическое моделирование соответствующих образований)
Результаты
Одним из самых замечательных научных результатов является открытие ранее неизвестного вида ракообразных рода Alpioniscus, обитающих в пещере. [6]
Все остальные результаты доступны в архиве экспериментов ESA Erasmus, с разбивкой по годам:
ПЕЩЕРЫ ЕЭЗ 2011
ПЕЩЕРЫ ЕЭЗ 2012
ПЕЩЕРЫ ЕЭЗ 2013
ПЕЩЕРЫ ЕЭЗ 2014
ПЕЩЕРЫ ЕЭЗ 2016
Участники
Участникам миссии назначаются различные роли и обязанности в зависимости от их происхождения, опыта и интересов.
Возможные роли, в соответствии с программой миссии, включают: командир миссии, менеджер лагеря, ученый, инженер по обработке данных, фотоинженер и инженер-геодезист.
Все участники являются астронавтами — как ветеранами, так и новичками, если не указано иное.
^ ab Park, William (30 ноября 2016 г.). «Почему пещеры — лучшее место для подготовки астронавтов». BBC . Получено 30 января 2017 г.
^ abcdef Сауро, Франческо; Де Ваэле, Джо; Пэйлер, Сэмюэл Дж.; Ваттано, Марко; Сауро, Франческо Мария; Турки, Леонардо; Бессоне, Лоредана (01 июля 2021 г.). «Спелеология как аналог освоения космоса: программа обучения ЕКА CAVES». Акта Астронавтика . 184 : 150–166. Бибкод : 2021AcAau.184..150S. doi :10.1016/j.actaastro.2021.04.003. hdl : 11585/819077 . ISSN 0094-5765. S2CID 234819922.
^ ab Howell, Elisabeth (5 октября 2013 г.). «Астронавты выходят из пещеры после подземной подготовки к космическим полетам». Space.com . Получено 30 января 2017 г.
^ Томпсон, Эми. «Почему астронавты НАСА провели неделю, живя в пещере». Popular Science . Получено 31.01.2017 .
^ ab "Информационный комплект CAVES" (PDF) . ESA . 2012.
^ ab "Подземные астронавты готовятся к космосу" . Получено 2017-01-30 – через phys.org.
^ Mogilever, Nicolette B.; Zuccarelli, Lucrezia; Burles, Ford; Iaria, Giuseppe; Strapazzon, Giacomo; Bessone, Loredana; Coffey, Emily BJ (2018-10-30). "Экспедиционное познание: обзор и перспективы подземной нейронауки с применением в космических полетах". Frontiers in Human Neuroscience . 12 : 407. doi : 10.3389/fnhum.2018.00407 . ISSN 1662-5161. PMC 6218582. PMID 30425628 .
^ Zuccarelli, Lucrezia; Galasso, Letizia; Turner, Rachel; Coffey, Emily JB; Bessone, Loredana; Strapazzon, Giacomo (24.04.2019). «Физиология человека во время воздействия пещерной среды: систематический обзор с выводами для аэрокосмической медицины». Frontiers in Physiology . 10 : 442. doi : 10.3389/fphys.2019.00442 . ISSN 1664-042X. PMC 6491700. PMID 31068833 .
↑ Chow, Denise (2 ноября 2011 г.). «Пещерные астронавты исследуют глубины Земли, чтобы имитировать космический полет». Space.com . Получено 30 января 2017 г.
^ «Увидеть свет: «пещерная команда» астронавтов возвращается на Землю». 2011-10-20 . Получено 31-01-2017 – через CBSnews.
↑ Коуинг, Кит (11 сентября 2012 г.). «ESA's CAVES: Going Underground – SpaceRef». spaceref.com . Получено 30 января 2017 г.[ постоянная мертвая ссылка ]
↑ Хорн, Ребекка (11 сентября 2012 г.). «Spacemen Underground». WSJ . Получено 30 января 2017 г.
^ "Пять "пещерноведов" ЕКА отправились исследовать пещеры Сардинии, Италия". 15 сентября 2014 г. Получено 30 января 2017 г.
↑ О'Коннелл, Клэр (22 августа 2014 г.). «Чтобы подготовиться к выходу в открытый космос, астронавты уходят под землю». The Irish Times . Получено 30 января 2017 г.
↑ Ибанес, Элвин (21 июля 2016 г.). «Китайский астронавт возвращается из миссии ЕКА по обучению в пещере». Йибада английский . Проверено 30 января 2017 г.
↑ Джонс, Эндрю (23 июня 2016 г.). «НАСА и китайские астронавты приступили к совместной работе над исторической миссией с ЕКА». gbtimes.com . Архивировано из оригинала 15-08-2018 . Получено 30-01-2017 .
^ "Астронавты готовятся к полету в космос, живя в пещерах". CNNMoney . Получено 15.02.2017 .
