Архивная статья из № 6 (48) за 2006 г.
Экспедиция НЕМО-10. 22-28 июля 2006. «Аквариус», Флорида (проект НЕМО-NEEMO-NASA Extreme Environment Mission Operations – проект NASA по проведению экспедиций в условиях экстремальной окружающей среды. NASA – National Aeronautics and Atmospheric Administration (Национальное аэрокосмическое агентство США)). Подводный дом «Аквариус» «всплывал» в нашем журнале уже дважды. В первый раз – в статье Сергея Черкашина «Подводная лаборатория AQUARIUS – последний из могикан?» (Октопус №2 (02) 1998), побывавшего еще на старом месте дислокации, в Сент-Круа, Солт-Ривер-Каньон на американских Вирджинских островах. Во второй – «Глубокий космос НЕМО» (Октопус №1 (31) 2004 – уже в связи с проектом НЕМО (в статье «Глубокий космос НЕМО» – рассказ об истории и создании проекта НЕМО, его технических деталях, в том числе прохождения акванавтами декомпрессии, подробное описание подводного дома «Аквариус»).
Должно было пройти несколько лет, чтобы все сложилось – завоевать доверие руководителя проекта, получить официальное разрешение на посещение, долететь, побывать в штабе наземной команды и погрузиться на «Аквариус» непосредственно во время экспедиции.
«…Прилетишь в Майами, езжай на юг до Кей-Ларго – примерно час, мы – в 515-м по Карибскому шоссе, съезд на сотой миле…», – кратко инструктировал Билл Тодд, руководитель проекта НЕМО.
Не имей сто рублей… Друзья приютили в общежитии дайв-центра Oceandivers на Океанском шоссе в Кей-Ларго, и Джинжер, хозяйка дайв-центра, естественно, в шортах и футболке, напутствовала:
«У нас здесь все очень просто: вот тебе койка, здесь кухня, душ и прочее, вот ключ… Люди из NASA, наверное, там, где НУРК (НУРК-NURC – National Undersea Research Center (Национальный подводный исследовательский центр)), найдешь…».
И с мыслью, что хорошо бы приехать сюда просто понырять, отправляюсь на сотую милю, предполагая, что узнаю каким-то образом базу насовцев – по бетонному забору с железными воротами, что ли, или, может, по каким-нибудь особым автомобилям у входа…
Remote control center – отдаленный центр управления. № 515 оказался обычным домом в ряду других по улице. На первом этаже – компрессорная, баллоны, дайверская снаряга – здесь действительно размещается НУРК. Внутренним фасадом дом выходит на канал, прямо перед входом – дайверские боты. В соседнем доме живет и работает наземная команда (topside team).
Меня встречает Кайли Клем – специалист по связям с общественностью NASA. Эта молодая девушка уже 10 лет осуществляет связь между агентством и журналистами: народ должен знать, чем здесь заняты, и что агентство делает для мира. NASA есть что рассказать и национальной и международной прессе, в том числе и о проекте НЕМО.
Сразу видно, что работе с общественностью в NASA уделяется такое же пристальное внимание, как и разработкам и экспериментам, и фраза «когда мы вернемся на Луну», так последовательно повторяемая всеми участниками, начинает звучать очень убедительно.
Почти вся команда на месте, в кают-компании просматриваются фотоматериалы, отснятые за день, пишутся планы на завтра, периодически все бросают взгляд на монитор за отдельным, «ничейным» столом. На экране – как будто кадры из приключенческого фильма. Астронавты, поднимая легкую белую пыль, шагают по лунному белому грунту. За спиной – непонятные металлические конструкции, похожие на прямоугольные рамы… Всюду какие-то шланги и провода, астронавты сходятся, обсуждают что-то, расходятся в разные стороны. Поднимаются по приставной лестнице и входят в домик цилиндрической формы, стоящий на сваях. Только откуда на Луне барракуды? Рифовые акулы? Это прямая трансляция со дна, где находится подводный дом «Аквариус».
«Аквариус» – своими глазами. А это уже кадр из моей жизни. «Аквариус» виден почти с поверхности, сам как небольшой дружественный рэк, обросший мягкими желтыми и красными кораллами. Снуют рыбы, они совершенно не любопытны, занимаются своими делами, акванавты – своими. На поляне опять пара акванавтов с заспинными рамами, прямо «подводные земледельцы» из фантастического романа Беляева, а вот и трактор – небольшой шестиколесный вездеходик. Одновременно проходит фотосессия, всюду вверх поднимаются пузыри. Неподалеку от «дома» – беседка с куполом, как в парке…
До Конч-рифа, где расположен «Аквариус», шли на лодке минут сорок. Молодежь всю дорогу внимательно слушала высокого мужчину с ясными глазами. Это доктор Майк Герхард из Исследовательской группы NASA (Advanced Projects Office), постановщик основной задачи в данной экспедиции. Его сотрудникам сегодня предстоит выполнять тяжелые (в прямом смысле) работы – по нескольку раз «нагрузить» металлические рамы, которые носят акванавты. Первыми погружаются Билл с Марком, затем на дно опускают груза, затем фотографы и видеооператоры, затем «облет» окрестностей со скутерами…
Не покидает впечатление участия в съемках… Прямо на фоне входа в «Аквариус» зависли один над другим три турпана: большой, средний, поменьше. Обплываем вокруг дома. В окне-иллюминаторе – здоровый мужик в футболке и бейсболке со сковородкой в руках, явно готовит какую-то еду. Это Марк Халсбек – один из акванавтов обеспечения (habtecks). Он приветственно машет рукой, мы для него – часть пейзажа за окном.
Подводный дом «Аквариус» – уникальная, единственная в мире на сегодняшний момент подводная лаборатория, принадлежащая Национальному управлению США по изучению океана и атмосферы (NOAA).
Административное управление «Аквариусом» осуществляется через Национальную подводную исследовательскую программу, а эксплуатирует «Аквариус» университет Северной Каролины в Вилмингтонском подводном исследовательском центре («Аквариус» – Uncw.edu/aquarius / NOAA – National Oceanic and Atmospheric Administration (Национальное управление США по изучению океана и атмосферы). UNCW – University of North Carolina in Wilmington (Университет Северной Каролины в Вилмингтоне)).
Находится «Аквариус» в 14 км к юго-востоку от Кей-Ларго, в 5,5 км от берега в Национальном морском заповеднике Флорида-Киз, на глубине около 20 метров на Конч-рифе, очень красивом!
«Аквариус» – система, состоящая из трех частей: поддерживающий буй – Life Support Buoy (LSB), балластная плита, лежащая на дне, и непосредственно подводный дом, на ней закрепленный. Это стальной цилиндр диаметром 2,7 м, почти 13 м в длину. Внутри на площади 36м2 – жилые помещения и лаборатории, все необходимое для жизни и работы шестерых обитателей. Недалеко от подводного жилища – другие приспособления в помощь водолазам. Две вспомогательные станции – Pinnacle и Gazebo – содержат карманы воздуха. Здесь дайверы могут остановиться – отставить баллоны с воздухом, подышать и поговорить.
За время работы лаборатория приняла более 200 ученых из 90 организаций, включая NASA и университеты Соединенных Штатов и некоторых других стран. Ученые в «Аквариусе» работают, чтобы понять, как в связи с изменениями в океане меняются условия существования коралловых рифов, которые находятся под угрозой в местном, региональном и глобальном масштабах из-за возрастающих объемов загрязнения, перевылова рыбы, болезней.
«Хозяин» «Аквариуса» сейчас – морской биолог Отто Руттен, заместитель директора НУРК. Отто работает здесь уже 12 лет, из них 2 года – директором. Сначала, когда «Аквариус» установили во Флориде, стал приезжать сюда как ученый, а с 1994 года – постоянно.
«Цель NURC – предоставлять исследователям уникальные специализированные инструменты для реализации научных программ. «Аквариус» – один из основных инструментов, но не единственный. Мы предлагаем программы, ученые со всего мира выдвигают свои предложения, которые рассматривает группа независимых инспекторов, принятым определяется финансирование. Основное – это здоровье кораллов. Почему умирают рифы по всему миру? Многие наблюдают за жизнью рифов, но научных знаний все равно недостаточно. Трудно отделить результаты влияния человека от влияний природных явлений. Например, губки. Они явно стали более продуктивными. Структура рифа меняется, кораллы умирают, остается больше пространства, значит, больше места для губок – они распространяются, концентрация азота высока, что не очень хорошо для рифов.
В прошлом году мы пережили 4 урагана, пришлось отложить программы… Основные изменения под водой после ураганов – как и на земле: водоросли, кораллы, губки – все разрушено, свалено, разбросано в воде. В то же время, это как лесной пожар – есть и положительные результаты: старое выжжено, выброшено, растет новое. Это природное явление, с ним ничего не сделать, можно только наблюдать…
Вести научные исследования сложно без привлечения дополнительных средств. Поэтому для «Аквариуса» так ценно сотрудничество с NASA, это позволяет поддерживать морскую науку».
Подводные сценарии НЕМО-10. Рассказывает Марк Рейган, руководитель экспедиции. «Сейчас под водой Койчи Ваката, астронавт японского агентства по исследованию космоса, он – командир экипажа. Астронавты NASA: Карен Найберг и Дрю Фюстель, Карен Кованович, заместитель директора Подводной исследовательской программы NОАА из Сильвер-Спринг, Мериленд. Все они уже присоединились к элитной группе землян – акванавтов (то есть провели 24 часа под водой в «насыщении»). Марк Халсбек и Доминик Ландуччи (техническое обеспечение), работавшие не в одной экспедиции, уже бывалые акванавты. Койчи, чье преимущество в том, что он уже летал в космос, а теперь и жил под водой, стал тринадцатым «аква-астронавтом».
Наземная команда расписывает день для акванавтов, и для себя соответственно. Мы наверху планируем деятельность, потом командир экипажа раздает задания. Стараемся, чтобы каждый попробовал все. Если так не получается, то выполняет конкретный специалист.
Вот типичный день для этой экспедиции. Подъем в 7.00. 7.30 – формальная подготовка к работе. Утренняя планерка – сеанс связи с нами и командой в Хьюстоне. Потом– погружение, оно длится обычно около двух часов. Ланч. Затем время для ежедневного выкладывания данных на сервер. Два других акванавта, которые не ныряли утром, выйдут на «подводную прогулку» после полудня. Вечерний сеанс связи. В 10 часов вечера – по расписанию – отбой.
Во время подводных погружений, которые в экспедициях НЕМО аналогичны выходам в открытый космос, EVA (Extravehicular activities – действия вне космического корабля), проигрываются сценарии, которые астронавтам предстоит проделать на Луне и Марсе».
Съемка и картографирование территории вокруг нового лунного дома. Прилунение происходит по спутниковым картам. Для дальнейшей работы и движения нужны более детальные карты территории – поэтому акванавты составляют общие батиметрические карты океанского дна близ «Аквариуса» в радиусе примерно 120 метров с помощью навигационного приспособления Cobra Tac. Карты пригодятся и в экспедициях для планирования маршрутов управляемых роботов.
Система слежения за акванавтами. Во время длительной работы астронавтов на Луне им придется уходить в продолжительные маршруты далеко от базы. В целях безопасности, а также для контроля ситуации из Центра контроля в Хьюстоне, полезно знать, где они находятся. Система слежения за акванавтами работает подобно контролеру движения самолетов: виден каждый самолет на территории – расстояние, направление, след точек (их называют еще «хлебные крошки»). Приемопередатчик, посылающий ультразвуковые сигналы через риф, расположен над «Аквариусом», акванавты и роботы снабжены передатчиком. Таким образом, контролируются все передвижения, и члены экипажа внутри жилища знают, где находится каждый акванавт и робот.
Отбор образцов пород. Из лунных или марсианских походов члены экипажа будут приносить образцы для дистанционного определения, который проводят специальные планетарные исследователи, находящиеся на Земле. Позже, по результатам, они отправят экипаж опять в те места, которые показались наиболее интересными. Этот сценарий также был отработан во время экспедиции НЕМО-10 с планетарным исследователем из Группы по изучению космических материалов (Astromaterials Research and Exploration Science – ARES) в космическом центре NASA.
Обнаружение прилунившегося грузового корабля. Будущим обитателям Луны и Марса понадобится периодически принимать грузовые корабли для допоставки снаряжения и всего необходимого. Грузовой корабль будет прилуняться на некотором расстоянии от базы. Поэтому необходимо отработать «поиск» корабля по маяку.
Наружное обследование корабля. На Международных космических станциях и шаттлах иногда приходится обследовать корпус снаружи, чтобы понять проблему, которая возникла, или неполадку, которая образовалась. Одно из заданий для акванавтов – обследовать защитную черепицу на «корабле». Для этого использовалась одна из «роботических» рук. Этот метод приоритетный (в противоположность выходу в космос) по двум причинам: снижение риска для экипажа и повышение эффективности работы. Экипаж «облетал» роботом вокруг «Аквариуса», стараясь не задеть сам дом, но на достаточно близком расстоянии, чтобы видеокамеры все увидели. Изображение высокого разрешения исследуется специалистами на Земле.
Новый космический скафандр. Основная задача НЕМО-10 – проверка концепции космического скафандра будущего. Доктор Майк Герхард был в первом экипаже НЕМО как астронавт и гидронавт, участвовал в восьмой экспедиции и глубоко верит в схожесть условий в высоте и на глубине. Прежде, чем стать астронавтом, Майк был профессиональным водолазом, а степень доктора в области физики получил, разрабатывая декомпрессию для глубоких погружений.
«Сейчас NASA создает космический скафандр для экспедиций на Луну и Марс. Хождение по поверхности Луны экипажа «Аполлона» показало, что вес и центр тяжести космического скафандра и съемной системы жизнеобеспечения являлись очень важными параметрами, влияющими на работу астронавтов.
Мы стараемся понять, какой вес наиболее подходит для лунного космического скафандра, и где должен находиться центр силы тяжести. Чтобы исследовать границы расположения центра тяжести для будущих конструкций, специалисты из проекта NASA по исследованию физиологии, систем и механизмов выхода в открытый космос (EVA Physiology, Systems and Performance Project – EPSP), работающие вместе с экипажем и инженерами по тепловым системам, разработали трансформируемую заспинную подвеску со сменным центром тяжести, которую дайверы станут «носить» во время «подводных прогулок».
Акванавты, «отвешенные» для Луны (где сила тяжести в 1,6 раза меньше, чем на Земле), выполняли ряд задач по исследованиям планеты: ходьба, спортивная ходьба и бег на время, ползание на коленях, падения и подъемы, поднятие камней со дна, копание, подъем по лестницам. Задачи выполнялись при 6 различных центрах тяжести. Дайверы оценивали каждое задание по модифицированной шкале Купера-Харпера (шкала Купера-Харпера (The Cooper-Harper rating scale) – это набор критериев, которые используют летчики-испытатели и инженеры для оценки качеств управления самолетом во время испытательного полета. Шкала оценок – от 1 до 10 (от лучшего к худшему)).
Такие задания требуют для работы водолазов поддержки от наземной команды: навесить, прикрепить-открепить груза, после выполнения упражнения «перевесить» рамы.
В NASA есть аналогичный тренажер, но преимущества подводных тренировок в том, что акванавты чувствуют полную невесомость, все 6 степеней свободы, а не только возможность наклониться вперед. К тому же, мы можем посылать их на длинные дайвы – что-то собирать, искать. Вот почему подводная среда – очень хорошая испытательная площадка для снаряжения.
Данные будут сравнены с изучением центра тяжести в других средах (имитатор частичной гравитации и параболический полет), чтобы вывести оптимальную конфигурацию для съемной системы жизнеобеспечения для космического скафандра.
Конечно, исследования не закончены, и рано делать выводы, но уже ясно, что астронавты не приняли то, что мы уже собирались построить, считают, что центр тяжести должен быть ниже и впереди. Если таково будет окончательное заключение, то будущий костюм станет сильно отличаться от того, что было на программе «Аполлон», например.
Еще важный момент. При подготовке выхода в космос очень много времени занимает подготовка костюма, и мы определили, что сейчас в наших космических экспедициях, также, как и при погружениях, соотношение 3:1.
То есть мы проводим почти 3 часа подготовки для 1 часа работы в открытом космосе. По моему представлению, это должно быть наоборот: 3 часа работы на 1 час подготовки. Поэтому к моменту возвращения на Луну мы должны выступать более эффективно.
Надо сократить время на подготовку средствами технических усовершенствований снаряжения и организации. Важный вопрос, с которым мы столкнемся, – как максимально использовать человеческие ресурсы и ресурсы роботов, которые мы имеем. Мы успешно продемонстрировали, что люди-операторы с Земли могут контролировать роботов на отдаленных орбитах во время различных миссий на Марсе. Мы привычно используем на космических шаттлах и космических станциях роботов, которые контролируются астронавтами на месте. И есть опыт работы за пределами корабля. В чем не так много опыта, так это в оптимизировании трех условий. Время экипажа драгоценно, поэтому полезно передвинуть управление операциями наземным контролерам, насколько это возможно. В наземном управлении приходится иметь дело с временной задержкой, но есть то преимущество, что специалисты могут работать всю ночь напролет, пока экипаж спит. Короче говоря, всегда есть компромисс между более драгоценным временем экипажа и (ожидаемой) более высокой эффективностью работы с Земли».
10-я юбилейная. Билл Тодд, основатель и руководитель НЕМО, не склонен к пафосу, но и не умаляет значение проекта, доказавшего свое право на необходимость в подготовке астронавтов и «подводно-космических» исследований.
«С октября 2001 за десять экспедиций в проекте НЕМО приняли участие немало астронавтов. 27 июля экипаж провел сеанс видеосвязи с Международной космической станцией. Джефф Вильямс, бывший командир экспедиции НЕМО-3, сейчас в космосе вместе с Павлом Виноградовым и Томасом Рейтером, как член экипажа тринадцатой экспедиции на МКС. Во время экспедиции НЕМО Джеффа тренировал акванавт, участник НЕМО-10, Марк Халсбек. По связи они обменивались историями о море и космосе и согласились, что в этих средах много общего. Конечно, передвигаясь по лунной поверхности, астронавт не увидит красивых рыбок, но там все будет очень похоже – тот же экипаж, снаряжение и оперативные задачи, как и здесь, на дне океана во время исследовательской экспедиции на базе подводного дома».
В сентябре успешно прошла и экспедиция НЕМО-11. Следующая – в мае 2007 – будет посвящена теле-хирургии и концепциям исследования Луны.
Мы вернемся на Луну!
Текст: Светлана Мурашкина
Фото: Светлана Мурашкина, Bill TodD/NASA
Метки: Расширяя границы...
