你有沒有在玩遊樂設施時感到失衡或者是坐船時暈船?宇航員就會感覺到類似的東西,當他們從太空返回地球時,這種感覺會更加強烈。宇航員一旦著陸,他們的身體——包括肌肉、骨骼、內耳和器官——開始重新適應地球的引力。他們經常報告說,返回時感到頭暈,頭暈目眩,噁心和失衡。這些症狀可以持續數天,直到他們得到「著陸腿」。雖然在確保宇航員重返地球後身體健康方面,美國國家航空暨太空總署做了大量的工作,不過人類研究計畫( HRP )的一組科學家正在關注一些略有不同的事情。他們感興趣的是,確定宇航員在著陸後多久可以執行關鍵任務。

科學家傑森·諾克羅斯( Jason Norcross )在輕質金屬管框架內爬上梯子,該框架模擬了太空艙的輪廓。他和他的團隊試圖衡量剛剛返回地球的宇航員如何輕鬆地固定這個梯子並爬過這個太空艙,以及其他任務。

「通過阿提米絲計畫,美國國家航空暨太空總署將很快會將第一位女性,第一位有色人種和其他宇航員送往月球表面。在那之後,我們的目光將集中在火星上。」在休斯頓,美國國家航空暨太空總署的詹森航太中心,研究人類行為的科學家 Jason Norcross 解釋說。他指出,在火星和月球上,在沒有地球操作員太多回饋的情況下,宇航員需要準備好能夠採取行動,特別是在緊急情況下。「所以我們需要知道:在宇航員降落在行星表面之後,他們的身體條件下能做些什麼?著陸後,他們應該等待多長時間才能執行某些任務?」

為了幫助回答這些問題, Norcross 和來自美國國家航空暨太空總署的人類生理學,行為學,保護和運營實驗室以及神經科學實驗室的聯合團隊為來自美國國家航空暨太空總署的 SpaceX Crew-2 和 Crew-3 任務的宇航員設計了一個障礙課程。在前往國際空間站之前,這些宇航員經歷了兩組任務:從模擬著陸艙中出來,以及穿著宇航服在行星表面上進行模擬太空行走。然後,在返回地球後,該宇航員將立即嘗試完成這些相同的任務——在著陸後幾個小時模擬出太空艙,並在大約一天后練習行星太空行走。

對於第一項任務,研究人員花了幾個月的時間開發了一個由輕質金屬管制成的模型,當展開時,形成太空艙的輪廓。這款可擕式框架可放入大背包中。在靠近載人龍( Crew Dragon )太空艙飛降落的機場,團隊將設置模擬太空艙。每個宇航員都會進入,躺下,然後測試開始。在測試過程中,宇航員站起來,同時牢記模擬太空艙的邊界,從太空艙頂部展開梯子。然後,他們緊緊地固定梯子,抓住一個救生包,爬上梯子,然後——通過飛船頂部的艙口將救生包交給站在附近的研究人員。最後,宇航員將下梯子,走大約 25 英尺遠,然後回到他們開始的地方。

「在飛行前測試中,宇航員可以站起來,爬上梯子,輕鬆行走。幾分鐘後,他們就完成了整個任務,」 Norcross 指出。「但飛行後,我們預計這將是完全不同的。宇航員可能不得不停下來,恢復平衡,喘口氣,休息一下,甚至可能花一點時間克服噁心。這可能會有些艱難。」該任務涉及幾個姿勢的變化,例如頭部轉動和躺下後站立。「這些姿勢的轉變是機組人員在著陸後立即要做的,是最困難的事情,」他補充道。「我們需要知道的是——這能完成嗎?我們相信可以,但話又說回來,我們以前從未評估過宇航員在這個特定時間執行這項特定任務。」

第二項任務——模擬行星行走。這將在宇航員飛回休斯頓後進行。到達那裡後,他們將輪流完成一組不同的挑戰。首先,他們會嘗試在沒有説明的情況下穿上宇航服。然後,研究人員將宇航服連接到美國國家航空暨太空總署的主動回應式重力卸載系統( ARGOS )中——這是一種提升宇航服並加壓的機器,讓宇航員內部體驗地球重力的一小部分。在這項測試中,主動響應式重力卸載系統將被調整到火星上的重力,這大約是地球引力的八分之三。

接下來,在他們掌握了方向,並確定他們可以行走之後,宇航員將爬上梯子,使自己通過一個開口,然後爬下梯子。在梯子的底部,它們將「供應線」(在本例中為大型柔性管)連接到生命支援模組的模型上。「我們希望宇航員模擬在太空執行任務中可能發生的事情,」 Norcross 指出。「我們會讓他們保持低頻的通訊連接,並且還把東西舉到頭頂。」最後,他們將看看宇航員們是否可以反復地將幾個30磅重的物體從巨石場的一端搬到另一端。這些物體中等體積,大約是一個五加侖水冷卻器壺的大小。「同樣,我們試圖讓他們做現實的任務,給他們具有挑戰性的情況,看看著陸後這麼快會發生什麼,」 Norcross 繼續說道。

對於這兩項任務,宇航員將在研究人員取得進展時向他們提供口頭回饋。完成任務後,機組人員將對每一步的勞累情況進行調查。在模擬火星上行走時,宇航員將佩戴感測器來監測心率和能量消耗。此外,宇航員在完成這兩項任務時將被錄製成視頻。將發射前的視頻與著陸後立即的視頻進行比較,將有助於科學家確定機組人員困難的地方以及原因。未來的反覆運算將包括進更多的參與者,更複雜和更長的任務,以及針對月球引力程式設計的模擬。獲得的資訊將有助於美國國家航空暨太空總署設計任務活動,緊急協議,宇航服和太空艙,以最大限度地減少宇航員登陸月球或火星後頭幾天的艱巨任務。

 

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1 Comment

  1. 小時候的夢想之一也是當太空人誒。但是一點都不簡單。體能訓練,心理素質,專業技能。而且他們真的很勇敢,一旦登船就不確定失敗還是成功。

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