Vilka undervattensvanor lär oss om rymdskepp och utforskning

När det gäller att utforma rymdfarkoster och förbereda astronauter för livet i noll gravitation är havet den bästa testmiljön på denna sida av stratosfären. En av de mest användbara likheterna mellan djuphav och djupt utrymme är modifierad gravitation. Graviteten minskar inte under vattnet, men flytkraft motverkar det, så att människor blir vana vid nya typer av rörelser och oväntade stammar. Det finns också trycket, vilket är mycket varierande och storleken på logi, vilket inte är. Det är trånga kvarter under vattnet, varför #submersiblelife är så relevant för rymdbyråer nyfiken på de långsiktiga effekterna av förlossningen.

"Alla dessa tester informerar vad konstruktionen av rymdfarkoster och annan utrustning behöver vara", säger Bill Todd, aquanautkommandanten för den första NASA Extreme Environment Mission Operations (NEEMO) till vattenvattenlaboratoriet från Floridas kust.

Enligt Todd kan de största lektionerna rymdskeppsmännen ta från undervattensfordon avseende livsstödssystem. I båda fallen är koldioxidsköljning kritisk, det måste finnas mat till hands och avfallshantering är ett problem. Dessa abstraktioner manifesterar sig som fysiska likheter: Ingenjörer utformar undervattens- och rymdsystem med liknande ledningar och elektriska effektivitet för att klara överföringsförhållanden.

En av fördelarna med att arbeta i havet är att förhållandena ändras. "I vattpelaren kan vi ändra gravitationsnivån", förklarar Todd. "Vi kan gå från en månens gravitation, som är cirka 17 procent av jordens gravitation. Eller vi kan gå till en martens gravitation, som är ungefär 38 procent av jordens gravitation. Eller vi kan gå till vad du kan uppleva på en asteroid eller den internationella rymdstationen, som är mikrogravity, eller frånvaron av gravitation."

Ändå är målet att upprätthålla ett stabilt, stödjande interiör vid ungefär en atmosfär av tryck. Detta är förmodligen det största problemet som fordonskonstruktörer måste göra med. "Det förenande elementet är människor", säger Bowen. "Astronauterna kräver mer eller mindre samma miljö än en aquanaut gör."

Ett av de stora målen från NEEMO-uppdrag är att hjälpa till att testa och förbättra livsstödssystem som man skulle använda i rymden. Dessa är inte bara de som hjälper till att styra rumstemperatur och luftfuktighet och levererar andningsluft till en isolerad habitat - de innehåller också personliga system som en astronaut skulle bära eller bära medan de befinner sig utanför en hållbar livsmiljö.

Det finns allvarliga konsekvenser för beslut som fattas under vatten. Och den seriösiteten - liksom den stress som följer med det - är en kritisk ingrediens för fälttestning, inte bara utrustning, utan människor.

NEEMO-uppdrag arbetar genom att inrätta ett litet besättning med en befälhavare och två professionella akvareller, och uppgifta dem med olika typer av forskningsprojekt. Förfarandena och "flygplan" är mycket lik de som används vid rymdresor. Verksamheten är utformad för att exponera deltagare för de stränga utrymmeflödena, minus g-krafterna vid liftoff.

De utformar också liknande strukturerade livsmiljöer.

Rymdfarkoster och ubåtar är inte heller olika i form. Båda använder ofta ett cylindriskt eller sfäriskt skrov som hjälper båten att navigera bättre genom sina respektive miljöer. "Runda former tenderar att ha lägre dragprofiler", säger Andy Bowen, en undervattensingenjör på Woods Hole Oceanographic Institution, vilket gör det enklare för en undervattensfartyg att röra sig genom vatten eller rymdfarkoster för att göra det utan jordens atmosfär.

Rörelse är ett annat gemensamt element mellan de två hantverkarna. Undervattensfartyg är ofta utformade med dragmekanismer som tillåter hantverket att röra sig i alla riktningar. Rymdfarkost manöver på nästan identiskt sätt i rymden. Strömmar i vatten simulerar gravitationen nära planeter, månar och andra himmelska föremål.

Fortfarande finns det begränsningar för hur mycket astronauter och rymdfarkoster kan lära sig under vattnet. de två miljöerna är ju alltför grundläggande. "Rumfartyg hanterar extrema temperaturförändringar, från extrem värme till extrem kyla", säger Todd. "De behöver vanligtvis vara lätta och kompakta. Undersea är radikalt annorlunda. Du vill vara tung - inte lätt - för att motstå otroliga tryckförändringar, särskilt när du går djupare och djupare. "Därför är rymdfarkostens skrov för det mesta aluminium, medan undervattensfartyg brukar använda högtrycksstål.

Grundläggande, NASA-traffik i deprivation och svårigheter, och i detta syfte söker ut de mest upprörande olägenheter vår planet har att erbjuda. För närvarande ger havet en stadig dropp av svårigheter, men framtida expeditioner kan kräva underjordiska analoga uppdrag, eller lava-uppdrag eller ismissioner. Simulering måste vara en grundläggande del av processen före lanseringen. Vi kan inte förbereda astronauterna för vad vi inte vet om, men vi kan hjälpa dem att förbereda oss för att hantera det okända.