Sejak hari-hari awal latihan angkasa lepas, NASA telah menenggelamkan angkasawan di bawah air untuk mensimulasikan pengalaman tanpa berat bergerak dalam mikrograviti. Sebagai contoh, pada tahun 1966, Buzz Aldrin mengamalkan ruang angkasa dengan melahirkan kapal angkasa Gemini di kolam besar di Maryland untuk menyediakan misi Gemini 12. Pada tahun 1983, angkasawan mengamalkan bergerak di sekitar model penuh skala kargo pengangkutan ulang-alik menggunakan kemudahan latihan alam sekitar Johnson Space Center (WETF). Kejayaan latihan bawah air akhirnya mendorong penciptaan Makmal Keamanan Neutral di Houston, badan air dalaman yang terbesar di dunia, yang mampu memegang model bahagian utama Stesen Angkasa Antarabangsa.
Bermula pada tahun 2001, angkasawan telah melatih dan menguji peralatan di lautan terbuka sebagai sebahagian daripada Operasi Alam Sekitar Extreme NASA, atau NEEMO, program. Bulan lepas, krew akuatik dan angkasawan muncul selepas menghabiskan sembilan hari di habitat bawah laut yang dikenali sebagai Aquarius Reef Base, terletak 62 kaki di bawah permukaan lautan di pantai Key Largo, Florida. Ekspedisi, NEEMO 23, adalah yang terbaru dalam satu siri misi yang menggunakan lantai Lautan Atlantik sebagai landasan ujian untuk teknologi dan prosedur ruang yang mungkin. Pada hanya sekitar 40 kaki dan lebar 20 kaki, Aquarius, sebahagian daripada Florida International University, juga merupakan testbed yang ideal untuk mengkaji kesan fizikal dan mental hidup dan bekerja di ruang terkurung.
Walaupun program ini telah berlangsung selama hampir dua dekad, ini adalah misi NEEMO yang pertama untuk mempunyai pasukan penyelidikan NASA semua wanita. Ahli kru NEEMO, Csilla Ari D'Agostino, ahli neurobiologi di University of Southern Florida, menjelaskan bahawa data yang dikumpulkan dalam perjalanan misi ini adalah kunci untuk membuat gambaran lengkap tentang bagaimana semua angkasawan bertindak di angkasa, terutama sejak kru NEEMO yang lalu terutamanya lelaki.
"Adalah penting untuk mengumpul data mengenai kedua-dua jantina, " kata Ari D'Agostino. "Jika ada perbezaan, kita perlu memikirkan cara menguruskannya. Jika tidak, kita perlu tahu juga. "
Dua anggota pasukan NEEMO 23 menyediakan peralatan untuk mengukur metabolisme sponges. (Karl Shreeves) Ari D'Agostino telah disertai oleh aquanaut Shirley Pomponi, seorang ahli biologi laut di Institut Oceanographic Harbor Branch of Florida Atlantic University, dan calon angkasawan NASA Jessica Watkins. Pasukan itu diketuai oleh angkasawan Itali, Samantha Cristoforetti, yang menghabiskan 200 hari di ruang angkasa pada tahun 2014 dan 2015-rekod spaceflight untuk Eropah.
Para bukan angkasawan kumpulan dipilih untuk pengalaman menyelam mereka dan menjalankan penyelidikan mereka sendiri. Ari D'Agostino mengkaji kesan fisiologi menyelam, seperti apa yang berlaku apabila penyelam menghirup oksigen dalam persekitaran tekanan tinggi. Semasa ekspedisi itu, dia juga mempelajari dinamik kumpulan dan bagaimana perubahan tingkah laku di bawah tekanan fizikal dan mental. Pomponi, sebaliknya, mengkaji pancutan laut dan menguji alat pensampelan pegang tangan baru yang mungkin mempunyai aplikasi yang berpotensi di angkasa, seperti batuan planet dan sedimen.
Sementara misi NEEMO terdahulu menumpukan pada mensimulasikan aktiviti di permukaan asteroid, NEEMO 23 menguji peralatan baru dan protokol kerja untuk Stesen Angkasa Antarabangsa dan misi ruang angkasa masa depan ke bulan dan Marikh.
Pada hari yang biasa, separuh daripada anggota kru menghabiskan masa sehingga lima jam di luar peralatan ujian kapal dan mengumpul sampel, sementara mereka berada di dalam rumah mengarahkan kerja dan berkomunikasi dengan kawalan misi. "Kadang-kadang saya berkomunikasi dengan empat orang yang berbeza pada satu-satu masa, " kata Pomponi. "Saya akan berkomunikasi dengan penyelam, dengan komunikasi sains, dengan kawalan misi dan dengan seseorang di dalam habitat."
Di dalam Aquarius, Pomponi mengarahkan para penyelam di luar cara menggunakan peralatan penyelidikannya untuk mengumpul sampel span dan mengukur aktiviti metabolik mereka. Kaedah ini berfungsi sebagai analog untuk misi masa depan ke Mars, di mana seorang angkasawan boleh ditugaskan menggunakan alat khusus yang direka oleh orang lain.
"Terdapat sedikit latihan di atas tanah dahulu, tetapi tidak banyak, " kata Pomponi. "Tetapi di ruang angkasa, ketika mereka menjelajah, para angkasawan yang ada di sana tidak semestinya orang yang tahu bagaimana menggunakan alat itu."
Akuarium dan angkasawan perlu menolak terhadap arus untuk mengangkut gear mereka di antara tapak kerja di hampir 80 kaki jauh. (Csilla Ari D'Agostino) Enam puluh dua kaki di bawah permukaan, pasukan itu juga menghadapi masalah logistik: Peranti bergelut untuk menyambung ke internet, mikrofon dipotong dan tali topi keledar menjadi longgar, di kalangan kecelakaan lain. Untuk setiap senario ini, pasukan perlu mencari penyelesaian untuk masalah itu sendiri. Pomponi berkata pengalamannya berkomunikasi dengan penyelam untuk mengendalikan dan menyelesaikan masalah peralatannya menggambarkan pentingnya mempunyai seseorang yang mempunyai kepakaran saintifik sebagai sebahagian daripada krew, dan bukan hanya pada kawalan misi.
"Jika anda berada di Marikh, dan anda menghantar mesej kembali ke kawalan misi, ia akan mengambil masa 20 minit untuk mendapatkan [sana], dan kemudian 20 minit lagi untuk mendapatkan respons semula, " kata Pomponi. "Jadi sekurang-kurangnya, anda telah mendapat kelewatan selama 40 minit. Misi ini dirancang khusus untuk berfikir tentang memberi peluang kepada ahli angkasawan menyelesaikan masalah dan ... untuk membuat keputusan sendiri yang berkaitan dengan prosedur atau instrumen yang kami beroperasi. "
Ahli pasukan di dalam habitat juga menilai alat-alat seperti mikroskop elektron imbasan (SEM) yang terikat untuk Stesen Angkasa Antarabangsa tahun ini. "Ia seperti versi kecil SEM, " kata Ari D'Agostino. "Ia sangat menakjubkan kerana biasanya anda memerlukan hampir separuh daripada sebuah bilik, dan ini seperti saiz pembuat kopi." Pasukan menggunakan SEM untuk sampel imej seperti spons Pomponi, dan sejak tekanan di dalam Aquarius adalah 2.5 kali lebih tinggi daripada bahawa di permukaan, akuarium dan angkasawan juga boleh melaporkan bagaimana mikroskop beroperasi dalam persekitaran yang melampau.
Di luar Aquarius di dasar laut, ahli pasukan mencuba beberapa peranti baru untuk penggunaan yang mungkin di ruang angkasa. Mereka menguji alat perubatan baru, alat perisai bulan yang dikenali sebagai Perhimpunan Sistem Pemindahan Lunar (LESA) yang membantu mengangkat dan mengangkut angkasawan yang tidak berupaya-tugas yang menakutkan tanpa bantuan mekanikal, memandangkan spatbor akuatik termasuk topi keledar 32 pon, umbilical garis dan berat 10 hingga 20 pound untuk mengelakkan akuakultur daripada terapung ke permukaan. Di ruang angkasa, pakaian angkasawan yang sama besar dan kekurangan graviti akan membuat tugas ini sama sukar, menonjolkan kelebihan menguji reka bentuk baru ini di bawah air sebelum menghantarnya ke planet lain.
Untuk menilai bagaimana keadaan hidup memberi kesan kepada kebolehan mental mereka, kru melakukan latihan harian seperti simulasi penerbangan bulan, yang menguji keupayaan mereka untuk melakukan multitask dengan memerlukan mereka untuk mendarat secara serentak, membaca komunikasi masuk dan memanggil metrik seperti ketinggian.
Samantha Cristoforetti dan Csilla Ari D'Agostino bekerja di panel habitat 3D yang dicetak sebagai bahan binaan untuk habitat lunar atau Martian. (Csilla Ari D'Agostino) Sebahagian daripada penyelidikan Ari D'Agostino melibatkan kajian bagaimana kumpulan berkelakuan secara keseluruhan. Walaupun sesetengah pasukan mungkin runtuh di bawah tekanan mental dan fizikal, krew NEEMO 23 berkolaborasi dengan lancar.
"Jelas sekali ada saat-saat yang sangat tertekan apabila semua orang sangat sibuk, habitatnya sangat kecil dan kami tidak dapat keluar dari satu sama lain, " kata Ari D'Agostino. "Kami benar-benar perlu tahu bila seseorang memerlukan bantuan, apabila seseorang perlu melangkah dan ketika seseorang perlu melangkah mundur. Ia adalah gabungan kepribadian yang sangat baik, dan kami sangat bersenang-senang. "
Sekarang kembali ke atas paras laut, pasukan itu tersebar dan akan menghabiskan minggu-minggu yang akan menganalisa data mereka dan akhirnya melaporkan hasilnya. Ari D'Agostino berharap dapat menyumbang kepada misi NEEMO masa depan sebagai sebahagian daripada kru sokongan.
"Kami ketawa sedikit dengan rakan-rakan angkasawan bahawa kami mengalami kemurungan selepas bersalin sekarang bahawa perkara besar ini sudah berakhir, dan kami hanya cuba untuk merenung, " katanya. "Saya fikir kita memerlukan sedikit masa untuk mencerna apa yang benar-benar berlaku, kerana ada sesuatu yang salah dan tidak bernasib baik. Kami mengalami beberapa perkara yang sangat menarik dan hebat. "
