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在设计航天器和为零重力生命的宇航员做准备时,海洋是平流层这一侧的最佳测试环境。深海和深空之间最有用的相似之处是改进的重力。重力不会在水下减少,但浮力会抵消它,使人类习惯于新型的运动和意想不到的压力。此外,还有压力,这是高度可变的和寄宿的大小,而不是。这是水下的紧凑区域,这就是为什么#submersiblelife与空间机构如此相关,对于限制的长期影响感到好奇。
“所有这些测试都告知了航天器和其他设备的设计需要,”美国宇航局首次极端环境任务行动(NEEMO)的水上飞行指挥官比尔托德说,这是佛罗里达海岸附近的水瓶座水下实验室。
根据托德的说法,航天器工程师可以从水下航行器中获得的最大教训是生命支持系统。在这两种情况下,二氧化碳洗涤是至关重要的,必须有食物,废物管理是一个问题。这些抽象表现为物理相似性:工程师设计水下和空间系统,具有类似的布线和电效率,以承受变速条件。
在海洋中工作的一个好处是条件确实会发生变化。 “在水柱中,我们可以改变重力水平,”托德解释说。 “我们可以从月球重力水平开始,这大约是地球引力的17%。或者我们可以进入火星引力,这是地球引力的38%左右。或者我们可以去一个小行星或国际空间站可能会遇到的情况,这是微重力或没有重力。“
尽管如此,在所有情况下,目标都是在大约一个大气压的压力下保持稳定,支撑性的内部空间。这可能是车辆设计师必须应对的最大问题。 “统一的元素是人,”鲍文说。 “宇航员需要的环境或多或少与aquanaut相同。”
NEEMO任务的一个重要目标是帮助测试和改进人们在太空中使用的生命支持系统。这些不仅有助于控制室内温度和湿度,并为孤立的栖息地提供可呼吸的空气 - 它们还包括宇航员在可持续栖息地之外穿着或携带的个人系统。
水下决策会产生严重后果。而这种严肃性 - 以及随之而来的压力 - 是现场测试的关键因素,不仅仅是设备,还有人类。
NEEMO的任务是通过建立一个由指挥官和两个专业水族馆组成的小型船员来完成任务,并通过各种研究项目进行任务。程序和“飞行计划”与太空旅行中使用的程序和“飞行计划”非常相似。这些活动都旨在让参与者接受航天飞行的严苛考验,减去升空时的g力。
他们还设计了类似结构的栖息地。
航天器和潜艇的形状也不尽相同。两者通常使用圆柱形或球形船体,以帮助工艺更好地在各自的环境中导航。 “圆形形状往往具有较低的阻力曲线,”伍兹霍尔海洋研究所的潜水工程师Andy Bowen说,这使得水下航行器更容易穿过水或航天器,使其在地球大气层之外。
运动是两种工艺之间的另一个共同元素。水下航行器通常设计有推力机构,允许航行器向各个方向移动。航天器在太空中以几乎相同的方式操纵。水中的电流模拟行星,卫星和其他天体附近的重力。
宇航员和宇宙飞船工程师在水下学习的数量仍有限制;毕竟,这两种环境根本不同。 “太空船应对极端温度变化,从极端高温到极冷,”托德说。 “它们通常需要轻巧紧凑。海底是完全不同的。你想要沉重 - 而不是轻 - 要承受令人难以置信的压力变化,特别是当你越来越深的时候。“这就是为什么航天器的船体大多是铝,而水下船只通常使用高压钢。
从根本上说,美国宇航局的交通处于贫困和困境之中,并为此找到了我们这个星球所提供的最令人无法容忍的不便。目前,海洋提供了稳定的困难,但未来的探险可能需要地下模拟任务,或熔岩任务,或冰任务。模拟需要成为发布前过程的基本部分。我们无法为我们不了解的宇航员做准备,但我们可以帮助他们做好应对未知事故的准备。