阿波罗号宇航员在月球上经常落后于预定计划

当阿波罗号宇航员登上月球时,他们很难遵守计划。新的研究发现,他们几乎所有的远足都落后于预定的时间表,这可能对美国宇航局未来如何处理人类火星任务产生重大影响。...

当阿波罗号宇航员登上月球时,他们很难遵守计划。新的研究发现,他们几乎所有的远足都落后于预定的时间表,这可能对美国宇航局未来如何处理人类火星任务产生重大影响。

乔治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的研究人员发现了宇航员的迟到,他们在提交给美国宇航局的一项新研究中分析了所有阿波罗月球行走。具体来说,他们仔细研究了宇航员在航天器外采集月球样本的每次旅行记录,称为“舱外活动”或EVA。他们发现,由于各种原因,包括技术故障和处理新硬件,所有的EVA都稍微晚了一点。因此,宇航员有时不得不放弃一些分配的任务。

月球表面的滞后并没有那么有害,因为月球离地球相对较近。只有半秒的通信延迟,因此NASA的任务控制可以实时告诉宇航员他们需要放弃哪些任务。但是火星离地球远得多,无线电通讯需要5到20分钟才能到达地球。因此,如果宇航员落后,他们需要弄清楚自己应该放弃哪些任务。这意味着,当美国宇航局将宇航员送上火星时,可能需要灵活机动,并拥有宇航员在偏离计划时可以使用的工具。

一个关键的工具是软件,它可以为宇航员进行思考,快速计算出要完成的最佳任务,以便宇航员能够回到轨道上,并且仍然能够完成最好的科学研究。”乔治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)副教授凯伦·费格(Karen Feigh)在接受《边缘》(the Verge)采访时说:“如果你要把一个人一路送到火星,你就要尽可能地从中获得最后一点科学知识和理解。”你确实想完成任务,但也要提供一些工具,让你在事情发生时保持健壮,并尽可能多地完成任务。”

要开发这个软件,了解过去的EVA是如何工作的是很重要的。美国宇航局已经掌握了一系列关于宇航员如何在国际空间站外进行太空行走的数据,但是这些旅行与宇航员在火星上必须做的事情有很大不同。空间站上的宇航员通常只在需要在国际空间站外部安装或固定硬件时才穿上宇航服。”如果可以避免的话,他们真的尽量不到外面去做科学研究,因为这里面有太多的风险,”费格说。

但是火星之旅将围绕着做科学而展开,就像阿波罗计划一样。宇航员的任务是收集大量样本,以帮助确定这颗红色星球的环境是什么样的,以及它是否曾经有生命存在。此外,他们可能会有某种类型的漫游者,就像后来阿波罗任务中的宇航员一样。这就是为什么费格和她的团队想知道阿波罗EVAs的进展情况。”但没有任何报告能给我们答案,”费格说这意味着我们必须去解决这个问题。”

因此,研究人员将阿波罗期间预期完成的任务时间与实际完成任务所需的时间进行了比较。实际上,没有一个能按计划进行。”地图上到处都是,”费格说。事实上,三个EVA“太离谱了”,研究人员甚至无法进行比较我们只能对它们进行部分分析,因为它们存在一些广泛的时间偏差,而我们无法在某一点后进行匹配,”费格说太离谱了。”

问题通常围绕着无**常运行的技术。在一次阿波罗14号EVA飞行中,一名宇航员的通讯系统失灵,因此他听不到任务控制。因此,宇航员的队友不得不不断地传递他从地面获得的所有信息。当美国宇航局在阿波罗15号上引入了一个漫游者时,任务也被取消了,宇航员们在第一次使用设备时遇到了一些问题。

宇航员们最终使用了比他们预期的更多的珍贵物资,如氧气和水。每次宇航员穿上宇航服,他们都需要一些关键的元素来维持生命,比如空气,一种去除他们呼出的二氧化碳的方法,饮用水和保持凉爽,以及通讯系统的电源。这些被称为消耗品,根据费格的研究,阿波罗号宇航员最终使用的消耗品比他们计划的要多20%。

自从阿波罗号发射以来,美国宇航局在计算宇航员在太空行走中需要多少消耗品方面做得更好了,所以这在火星上可能不是什么大问题。但很多事情仍然可能出错:如果火星EVA由于任何原因持续的时间比预期的长,这可能会消耗有限的资源。技术仍有可能失灵,宇航员有可能仅仅因为身处一个我们所知甚少的地方而偏离轨道。我们可以从绕火星运行的美国宇航局卫星上获得火星的详细图像,但它仍然不能让宇航员们为生活在火星表面做好准备。

“阿波罗宇航员花了大量的时间与地质学家进行训练,试图为他们所需要的东西做好准备,”科罗拉多大学波尔得分校宇航专家兼副教授Allison Paige Anderson说,他没有参与这项研究。但事实上,有太多的未知因素无法解释,这导致了与时间线的偏差。”在某些情况下,阿波罗号的宇航员训练得太好了。例如,在一次EVA期间,船员们决定离开航线去收集他们感兴趣的岩石,在他们的时间表中增加额外的任务。”“有些事情你无法计划,”安德森告诉《边缘报》他们不知道他们会看到这块岩石,这将导致这些地质发现。”

这就是为什么软件在火星上真的很有价值。菲格和她在佐治亚理工学院的同事正在开发一种时间线跟踪工具,而美国宇航局的研究人员正在开发他们自己的软件,当宇航员落后时,可以更新时间线。与此同时,研究人员还正在研制一种平视显示器,可以向戴头盔的宇航员显示他们还剩下多少资源。这样,宇航员就有了尽可能多的工具来尽可能地进行最好的评估。

安德森说:“为了实现所有这些不同的目标,宇航员自己需要有更多的灵活性和对自己时间线的控制。”即使是现在,在时间表上落后也会增加压力和运营压力。给予更多的缓冲和规划可以消除一些潜在问题。”

  • 发表于 2021-08-22 03:47
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