تم إعادة نشر هذه المقالة من The Conversation بموجب ترخيص المشاع الإبداعي. إقرأ المقال الأصلي.
لقد أخذنا دافع البشرية للاستكشاف عبر النظام الشمسي، حيث قامت أحذية رواد الفضاء ومختلف مركبات الهبوط وعجلات العربات الجوالة باستكشاف أسطح العديد من الأجسام الكوكبية المختلفة. هذه البيئات معادية بشكل عام لصحة الإنسان والمعدات، لذا فإن تصميم وتنفيذ هذه المهام يتطلب الكثير من التخطيط والاختبار والتطوير التكنولوجي.
ربما تكون قد سمعت عن مرافق الاختبار الشاملة للمركبات والمعدات الفضائية، ولكن كيف يستعد العلماء للجانب الإنساني لاستكشاف الفضاء؟
تتمثل إحدى طرق اختبار التقنيات وتحديد المواقف التي قد تنشأ أثناء مهمة حقيقية في استخدام المحاكاة، والتي تُعرف في هذا المجال باسم التناظرية. يقوم الباحثون باختيار وتصميم المهام والبيئات التناظرية لتكرار عناصر مهمة حقيقية، باستخدام ما هو متاح هنا على الأرض.
يتم إجراء هذه المهام في بيئات قاسية على الأرض تشبه القمر أو المريخ، في موائل مصممة لمحاكاة أماكن المعيشة، أو مزيج من الاثنين معًا. يمكن للباحثين استخدام النظائر لدراسة أداء الطاقم وإجراءاته، أو لاختبار الأدوات قيد التطوير لاستخدامها في الفضاء.
على سبيل المثال، قد يبدو تشغيل المثقاب أو مفتاح الربط أمرًا سهلاً هنا على الأرض، لكن حاول القيام بنفس المهمة مرتديًا قفازات سميكة وبدلة فضائية ضخمة ومضغوطة في ظل جاذبية منخفضة. فجأة، لم تعد الأمور بهذه البساطة. يتيح اختبار هذه السيناريوهات على الأرض للباحثين تحديد التغييرات الضرورية قبل الإطلاق. يمكن للنظير أيضًا تدريب أفراد الطاقم الذين سيتولون المهمة الفعلية يومًا ما.
أنا عالم كواكب، مما يعني أنني أدرس جيولوجيا الكواكب الأخرى. أقوم حاليًا بدراسة البيئات على الأرض المشابهة للكواكب الأخرى لتحسين فهمنا لنظيراتها في أماكن أخرى من النظام الشمسي. لقد شاركت كمتطوع في إحدى هذه المهام التناظرية بصفتي “رائد فضاء تناظري”، حيث عملت كجيولوجي للطاقم وقمت بتطبيق نتائج بحثي السابق من دراسة أسطح القمر والمريخ.
تختلف هذه المهام التناظرية من حيث الإعداد والطول والكثافة، ولكنها تهدف جميعها إلى معرفة المزيد عن العوامل البشرية المشاركة في استكشاف الفضاء.
أين نرسلهم؟
تم تصميم المهام التناظرية لمحاكاة تجربة الطاقم في خطة مهمة معينة. وفي بعض الحالات، يقومون بمحاكاة العمليات السطحية على القمر أو المريخ لمدة تصل إلى عام. وقد يكرر آخرون تجربة العبور إلى المريخ لفترة من الوقت، يتبعها “هبوط” الطاقم واستكشاف السطح.
تستخدم ناسا العديد من مرافق المهام التناظرية المنتشرة في جميع أنحاء العالم. على سبيل المثال، تقع محطة أبحاث صحراء المريخ في ولاية يوتا في بيئة تم اختيارها لتقليد الظروف على المريخ، بينما تساعد المهمات التناظرية في أكواريوس، وهي محطة أبحاث تحت سطح البحر قبالة ساحل فلوريدا، العلماء على التعرف على سلوك الطاقم وعلم النفس في موطن محصور يقع في بيئة معادية.
تُستخدم بعض البيئات الطبيعية بشكل شائع في العمليات التناظرية، مثل التضاريس البركانية في غرب الولايات المتحدة، والحفر التي من صنع الإنسان في نيفادا، والفوهة النيزكية الطبيعية في أريزونا ومحطات الأبحاث في القارة القطبية الجنوبية. تعكس هذه المواقع الإعدادات الجيولوجية التي من المحتمل أن يواجهها الطاقم في المهام المستقبلية، وبالتالي فإن التدريب في هذه المواقع يساعدهم على تنفيذ المهام الفعلية.
لقد شاركت في محاكاة مهمة على سطح القمر مدتها 28 يومًا في منشأة تسمى Hi-SEAS كجزء من دراسة حول ديناميكيات الطاقم وعلم النفس في عزلة شديدة. وتقع المنشأة على مونا لوا، وهو بركان يقع في جزيرة هاواي الكبيرة. وقد تم استخدام هذا الموطن لمجموعة متنوعة من الدراسات، حيث أن التضاريس البركانية تذكرنا بكل من القمر وأجزاء من المريخ، والموقع المعزول يحاكي التواجد في الفضاء.
أطقم المهام التناظرية
تتطلب معظم البعثات من المتقدمين الحصول على درجات علمية ذات صلة. يجب أن يخضعوا لتقييمات الصحة البدنية والنفسية، بهدف اختيار الأفراد ذوي الخلفيات المماثلة لتلك الموجودة في فيلق رواد الفضاء. يتكون الطاقم المثالي عادةً من مشاركين يعملون ويعيشون بشكل جيد مع الآخرين، ويمكنهم البقاء هادئين تحت الضغط.
يضم الطاقم أيضًا شخصًا واحدًا على الأقل حاصل على تدريب طبي لحالات الطوارئ، بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من العلماء والمهندسين لتشغيل أنظمة دعم الحياة في الموطن.
تختلف تجارب كل طاقم حسب تصميم المهمة والموقع وتكوين الطاقم. تم تصميم مهمتي بحيث لا يكون لدى أفراد الطاقم الستة أي معلومات عن زملائنا حتى وصولنا إلى هاواي للتدريب. بالإضافة إلى خبرتي في الجيولوجيا، حصلت أيضًا على بعض التدريب الطبي كمستجيب أول في Wilderness، لذلك كنت هناك للمساعدة في أي مشكلة طبية.
الحياة اليومية في مهمة تناظرية
وبمجرد وصولهم إلى هاواي، أمضى الطاقم ثلاثة أيام في تعلم كيفية تشغيل أنظمة الموائل، بما في ذلك الحديقة المائية والألواح الشمسية. لقد مارسنا إجراءات الطوارئ وتعلمنا كيفية أداء المهام الأخرى.
بعد هذا التوجيه، تم نشرنا في الموطن لمدة 28 يومًا. لقد سلمنا هواتفنا للتحكم في المهمة ولم نتمكن من الوصول إلى الإنترنت إلا للتحقق من رسائل البريد الإلكتروني أو استخدام عدد قليل من مواقع الويب المعتمدة مسبقًا والمطلوبة لواجباتنا اليومية. تم جدولة أيامنا بمهام من الاستيقاظ، حوالي الساعة 6:30 صباحًا، إلى إطفاء الأنوار، حوالي الساعة 10 مساءً
وتضمنت المهام مجموعة متنوعة من التمارين لتقييم الأداء الفردي والجماعي. وقد تضمنت تقييمات فردية – تشبه اختبار الذكاء اليومي – ومهام جماعية تعتمد على الكمبيوتر، مثل فريق 3D Tetris. وقام الباحثون بمراقبة تفاعلاتنا عن بعد خلال هذه الأنشطة، وتم تحليل النتائج مع تقدم المهمة. لقد استخدموا أدائنا المتقلب في هذه الأنشطة كبديل لتقدير مستويات التوتر وتماسك المجموعة ورفاهية الفرد.
بالإضافة إلى ذلك، قمنا بأنشطة خارج المركبة لمدة ساعتين إلى ثلاث ساعات، أو رحلات خارج الموطن، في أيام متناوبة. خلال هذه البعثات، أجرينا تحقيقات جيولوجية على البركان. في “أيام إجازتنا”، أمضينا ساعتين في ممارسة التمارين في الموطن. كان علينا أن نرتدي بدلة فضائية وهمية في أي وقت نخرج فيه، وكان علينا أن نكون حذرين بشأن إجراءات غرفة معادلة الضغط. لم نكن في الخارج وحدنا أبدًا.
لم نتمكن من تناول سوى الأطعمة المجففة بالتجميد والأطعمة المسحوقة، بصرف النظر عن ما تمكنا من زراعته في نظام الزراعة المائية. لم يتم تسليم أي طعام إضافي أثناء إقامتنا. كما تم تقنين المياه أيضًا، مما يعني أنه كان علينا إيجاد طرق مبتكرة للحفاظ على النظافة الشخصية. على سبيل المثال، سُمح بالاستحمام بالدلو مرة أو مرتين في الأسبوع، مع استكماله بحمامات “المسح البري”. باعتباري شخصًا لديه الكثير من الشعر المجعد جدًا، كنت سعيدًا باكتشاف طريقة للتعامل مع هذا الشعر باستخدام أقل من لترين من الماء أسبوعيًا. سُمح لنا أيضًا بغسل الملابس مرة واحدة أثناء إقامتنا كمجموعة. من المؤكد أن فرز الملابس المبللة لزملائك في الطاقم كان إحدى طرق الارتباط.
ورغم أن عبء العمل كان يتطلب جهدًا بدنيًا في بعض الأحيان، إلا أنه لم يكن غير معقول. كنا مشغولين طوال اليوم، لأن بعض المهام اليومية، مثل الطبخ، تتطلب جهدًا أكبر مما قد نحتاجه في حياتنا العادية. كان إعداد وجبات متوازنة من الناحية الغذائية وشهية مع تقنين مواردنا المحدودة للغاية أمرًا صعبًا، ولكنه أتاح أيضًا فرصًا للإبداع في الوصفات والمكونات. حتى أننا تمكنا من خبز كعكة لعيد ميلاد أحد أفراد الطاقم، باستخدام بروتين زبدة الفول السوداني ومساحيق الكاكاو لإضفاء النكهة عليها.
بعد العشاء كل ليلة، كنا نشارك الأفلام والعروض المحفوظة مسبقًا التي أحضرها كل منا معنا إلى الموطن، حيث لم نتمكن من الوصول إلى الإنترنت. أولئك منا الذين أحضروا نسخًا مادية من الكتب إلى الموطن سوف يتاجرون بها أيضًا. تمكن أحد أفراد الطاقم من الحصول على نسخة قابلة للتنزيل من صحيفة Wordle اليومية، حتى نتمكن من التنافس مع أصدقائنا في الوطن. ولعبنا أيضًا ألعاب الطاولة، وساعدتنا كل هذه الأنشطة في التعرف على بعضنا البعض.
وعلى الرغم من اختلافها عن حياتنا اليومية المعتادة، إلا أن التجربة كانت فريدة من نوعها. لقد شعرنا بالرضا عندما علمنا أن جهودنا ساهمت في تطوير استكشاف الفضاء بطريقة صغيرة خاصة بها، من خلال اختبار الذكاء مرة واحدة وكعكة سريعة في كل مرة.
جوردان بريتزفيلدر، زميل ما بعد الدكتوراه في علوم الأرض والغلاف الجوي، معهد جورجيا للتكنولوجيا