当前的国际载人太空探索路线图设想,未来几十年内,宇航员将在月球上停留一个月,而长期目标是载人火星任务。载人航天的心理影响,特别是在隔离和限制的意义上,需要在深空载人任务之前进行探索。

为了让宇航员不仅能在外星环境中生存,还能茁壮成长,需要实践。实践涉及国际空间站上的操作,但国际空间站无法模拟月球或火星任务的所有方面,例如表面操作或长时间没有阳光的情况。因此,正在模拟空间栖息地内的受控和隔离条件下进行研究,以深入了解这些条件对研究对象的影响及其对机组人员福祉和成功的影响。

同样,模拟环境不能完全月球或火星的环境,但可以结合使用各种模拟地外环境不同方面的模拟环境来为未来的任务做准备。在最近发表于Space:Science&Technology的一篇评论论文中,航空航天工业专业人士和独立研究员MatejPoliaček回顾了在波兰Piła的LunAres研究基地进行的两次独立的15天任务中进行的实验,并介绍了背景、方法、结果和结论。

首先,作者介绍了材料和方法,介绍了LunAresHabitat,位置,以及两个不同的任务。栖息地与外部环境完全隔离——与外界完全隔离,包括没有任何窗户,因此完全无法获得日光,因此可以研究完全隔离对船员的影响,以及相关的实验人类的昼夜节律。

栖息地由一个圆顶起居区组成,上面附有几个模块。ARES-III和LEARN两个模拟任务于2018年夏天在LunAresHabitat进行,每次持续2周。任务是在月球/火星时间运行的,这意味着机组人员与外部任务控制人员不同步,后者位于远离栖息地并继续按照地球时间运行。

任务控制人员(MCC)负责从外部协调任务并每天与机组人员沟通,就像在真正的载人任务中一样。ARES-III是一项火星模拟任务,机组人员由六名机组人员组成。作为火星模拟,机组人员与任务控制中心的通信延迟了20分钟。

通信的主要方法是文本通信,在某些情况下使用语音通信进行更新。ARES-III机组人员被限制在午餐和晚餐时只吃冻干食品。LEARN任务由五名机组人员执行。

由于地球和月球之间只有1.3秒的通信时延,机组人员与MCC之间的通信通过视频和语音的方式以及文字方式进行。LEARN模拟宇航员在整个任务期间也只能吃冻干(冻干)食物。

随后,作者介绍了两个团队领导的所有实验,包括研究和非研究活动。这部分分为三个子部分,第一个部分涉及两个船员之间的共同活动。使用相同的方法,两者都收集了认知功能、环境、生理和库存数据,从而产生了更大的数据集,从而可以在不同的人为因素方面对两个任务进行比较。

联合活动包括隔离实验中的压力和认知,旨在调查和监测隔离过程中多个认知领域(一般、空间和非空间)的压力反应(皮质醇和氧化应激)和认知表现。

食物消费、锻炼、体检、每日报告和一些非研究活动也为未来的调查产生了更大的数据集。

第二组数据涉及ARES-III任务活动。实验包括以下内容:食用冻干食品对口腔健康和唾液分泌的影响、隔离对听力能力的影响、对隔离栖息地安全感的影响,以及对不同土壤成分中蚯蚓生长的研究。

这项模拟任务的主要目的是对隔离和禁闭生活的影响进行神经心理学研究,并研究资源匮乏的环境对压力反应、群体动力学、昼夜节律、认知和微生物群的影响。与大多数模拟任务(如火星沙漠研究站)一样,主要实验是观察机组人员动态。

此外,火星任务分析了机组人员的身体表现,并将其与火星研究沙漠站任务中类似活动的表现进行了比较,以及限制对他们执行漫游车远程操作效率的影响。第三项LEARN任务活动。

与ARES-III类似,目标是进行神经心理学研究并研究资源匮乏环境的影响。此外,该任务还涉及研究冻干食品对船员口腔健康的影响、隔离时的安全感,以及几项面向生物学的实验。

最后,对任务的相应挑战进行了简要讨论和总结。

从上面的隔离条件、实验和活动来看,很明显正在做很多工作来回答未来人类探索的最大问题:隔离、截断空间、繁忙的日程、独特的成员和个性如何携带自己社会、文化和情感背景会影响任务和宇航员的健康吗?

关于哪种类型的船员可以被认为是理想的,有几个问题:它是单一性别的船员吗?船员是否来自不同的文化和出身?他们的背景应该相似,还是应该涵盖尽可能广泛的技能?他们都应该是大约相同的年龄吗?

模拟宇航员是这些问题的试验品。虽然作者没有直接回答上述问题,但它只是一个例子,说明事情是如何进行的,然后提出新的、更详细的调查,以便采取行动解决这些问题。