Als het tijd is om astronauten naar Mars te sturen, moeten degenen die de reis maken klaar zijn voor een aantal uitdagingen. Naast het feit dat ze in beide richtingen ongeveer zes maanden in de ruimte blijven, moeten de eerste astronauten die Mars verkennen ook voorbereid zijn om maanden aan de oppervlakte te blijven. Dit zal bestaan uit lange periodes doorgebracht in een onder druk staande leefomgeving en regelmatige uitstapjes naar de oppervlakte in drukpakken.
Astronauten voorbereiden op dit soort woonsituaties is het doel achter de door NASA gefinancierde Hawai'i Space Exploration Analog and Simulation (Hi-SEAS), een oefening die sinds 2013 plaatsvindt op de Hawaiiaanse berg Mauna Loa. In februari 2018 begon de Mission VI-bemanning een acht maanden durende onderzoeksstudie naar menselijk gedrag en prestaties, waarbij blijkbaar veel spelunking nodig is!
Gelegen op de noordelijke helling van Mauna Loa, de grootste vulkaan van Hawaï, bevindt de Hi-SEAS-habitat zich op een verlaten steengroeveplaats op ongeveer 2400 meter (8000 voet) boven zeeniveau. Dit kale gebied, dat schaarse vegetatie en overlappende lavastromen bevat, is speciaal geselecteerd vanwege de overeenkomsten met het terrein op Mars - dat ook grote, zacht glooiende schildvulkanen en blootgestelde lavastromen heeft.
De habitat zelf zit bovenop de Pu'ukahiliku-stroom, die het resultaat is van een uitbarsting die ongeveer 1800 jaar geleden plaatsvond. Dit maakt het ouder dan de ‘Ainahou-stroom (die 450 jaar geleden werd gevormd) en de jongste stroom die het gevolg was van de meest recente uitbarsting van Mauna Loa (in 1899). Omdat de Pu'ukahiliku-stroom ouder is, is de grond onderhevig aan meer verwering en erosie, wat resulteert in een dunne laag grond.
Sinds 2013 hebben bemanningen van zes personen hun intrek genomen in de habitat, een semi-draagbare koepelconstructie van twee verdiepingen met een diameter van 10 meter (36 voet) en een woonoppervlakte van ongeveer 93 vierkante meter (1000 vierkante voet) . Het grootste deel hiervan wordt ingenomen door de begane grond, die slechts 81 vierkante meter (878 vierkante voet) bruikbare ruimte heeft. Het tweede niveau van de koepel is loftachtig, wat een gevoel van hoog plafond geeft dat cruciaal is om langdurige gevoelens van claustrofobie te bestrijden.
Desalniettemin kan het een beetje krap worden voor de zespersoonsbemanningen die maanden in de koepelstructuur doorbrengen. Christiane Heinicke maakte deel uit van de Mission IV-bemanning die hun missie van een jaar in augustus 2016 voltooide. Zoals ze hun routine beschreef in een artikel met Wetenschappelijke Amerikaan:
“Afgesneden van de beschaving, waren we afhankelijk van onszelf en van elkaar. We moesten al het werk doen dat moest worden gedaan en alles repareren wat kapot was. Alles wat we hadden was het materiaal in de opslageenheid die de 'zeeblik' werd genoemd. De dichtstbijzijnde supermarkt was maanden verwijderd. We ontvingen elektronisch nieuws 'van de aarde' - met een vertraging van 20 minuten. Dat is ongeveer hoe lang het duurt voordat signalen de maximale afstand van 240 miljoen mijl tussen de twee planeten afleggen. '
Als zodanig wordt elke gelegenheid aangegrepen om te spotten met ruimtepakken en naar buiten te gaan om een beetje te verkennen. Deze uitstapjes, waarbij de uitgestrekte lavastromen, grotten en rotsachtige uitstulpingen worden onderzocht, simuleren het wetenschappelijke werk dat zou gebeuren tijdens een Mars-missie. Volgens Heinicke brachten zij en haar team zes maanden van hun jaarlange missie door met het verkennen van meer dan 100 grotten.
Op haar persoonlijke blog - Walking on Red Dust - merkte ze met name één grot op, een stabiele lavabuis met meerdere dakramen (openingen naar de oppervlakte). Zoals ze aangaf, is dit soort omgeving een mogelijke locatie voor een toekomstige Mars-habitat:
“Sinds ons eerste verkennende bezoek zijn we meerdere keren teruggekeerd naar de grot. We hebben de grot gemeten, de rots van dichterbij bekeken en een geschikte schuilplaats gevonden voor een mogelijke evacuatie uit de gewoonte: op Mars wordt gehoopt dat dit soort lavabuis beschutting biedt aan astronauten tegen de schadelijke ruimtestraling, als permanente nederzetting of als noodopvang tijdens een zonnestorm. De Martiaanse grond bevat zeker veel veelbelovende dakramen, ze waren net ontoegankelijk voor de hedendaagse rovers. "
Ze merkte ook op dat de grot zelf een "geologisch wonderland" was dat zich had gevormd toen de lavabuis nog warm en zacht was. Naast 'kleine, harige zoutvlekjes' was de lavabuis ook vol leven - zoals mossen en, in één geval, een varenblad dat direct onder een dakraam groeide. Deze laatste vondsten waren van bijzonder belang omdat veel wetenschappers denken dat er water en zelfs microbieel leven zou kunnen bestaan in stabiele lavabuizen op Mars.
"Tegelijkertijd bevatten ze mogelijk meer vocht dan het oppervlak en bieden ze zelfs een toevluchtsoord voor levende organismen." schreef ze in haar artikel voor Wetenschappelijke Amerikaan. 'Als dergelijke organismen ooit op Mars zouden bestaan, zouden ze waarschijnlijk in grotten hebben overleefd.' In dit opzicht biedt speleologie niet alleen een kans voor de Hi-SEAS-bemanningen om de koorts in de cabine te voorkomen en te voorkomen, maar kunnen ze ook deelnemen aan onderzoek dat op een dag zal helpen bij het zoeken naar leven op Mars en het vestigen van een menselijke aanwezigheid Daar.
Maar misschien was de grootste afhaalmaaltijd voor Heinicke en haar teamgenoten van hun jaar doorgebracht in Mars-achtige omstandigheden de behoefte aan een bemanning die op dezelfde golflengte zat en met elkaar samenwerkte. Bovendien benadrukte hun tijd samen het belang van fysieke fitheid om een gezonde mentaliteit te bevorderen en menselijke bemanningen voor te bereiden op hoe het leven aan de oppervlakte zou zijn.
'Het is nauwelijks een geheim dat trainingen helpen om stress te verminderen', zei ze. 'Maar tijdens een reis naar Mars zouden ze ook een tweede functie vervullen. Gewichtloosheid en de effecten van verminderde zwaartekracht hebben een schadelijk effect op de gezondheid en daarom zullen astronauten intensief moeten oefenen om bot- en spiermassa te behouden. ”
Daartoe veranderden ze hun buitenactiviteiten in een combinatie van lichaamsbeweging en werk. Naast het wandelen over rotsachtig, oneffen terrein in hun pakken van 23 kg (50 lbs) en het verkennen van grotten, experimenteerden ze ook met het extraheren van water uit de extreem droge lavastenen - die ongeveer net zo droog zijn als die op Mars. Al deze activiteiten hielpen de bemanning gefocust en actief te blijven, en bevorderden ook een gevoel van cohesie en samenwerking.
Zoals Heinicke uitlegde, gaan de voordelen van dit soort onderzoek verder dan verkenning van de ruimte en omvatten ze elke situatie waarin groepen gedwongen worden samen te werken onder wat zij noemt "ICE-omstandigheden - geïsoleerd, beperkt, extreem". Maar uiteindelijk is het belangrijkste doel om mensen voor te bereiden op eventuele reizen naar Mars. Zoals ze aangaf, omvat dit leden van het grote publiek en niet alleen professionele astronauten:
'De vraag of leven bestaat of ooit heeft bestaan op de rode planeet is een van de belangrijkste redenen om een expeditie daarheen te sturen. Maar afgezien daarvan hebben mensen altijd ontberingen doorstaan om onze eigen planeet te begrijpen. Niet-gouvernementele initiatieven zoals Mars One of de ambitieuze plannen voor SpaceX laten zien dat veel mensen klaar staan om de ontberingen van de gevaarlijke reis op zich te nemen. Waarschijnlijk is opstijgen slechts een kwestie van tijd.
"Studies zoals HI-SEAS zijn ontworpen om de kans te vergroten dat de eerste Mars-bemanning zal overleven en om een omgeving te creëren waarin de leden zich kunnen concentreren op het zoeken naar tekenen van leven in plaats van hun energie te verspillen aan conflicten en kleine concurrentie."
De huidige Hi-SEAS-missie (Mission VI) begon op donderdag 15 februari 2018 en zou tot oktober van dit jaar duren. Helaas moest de missie na vier dagen worden geschrapt toen een bemanningslid gewond raakte en moest worden geëvacueerd. NASA en de Universiteit van Hawaï onderzoeken het incident, volgens de bemanning waarbij een van hun leden een elektrische schok heeft opgelopen.
Het bemanningslid is ontslagen uit het ziekenhuis en verkeert kennelijk in prima staat. Desalniettemin laat dit laatste incident zien hoe het mis kan gaan tijdens een missie en benadrukt het de behoefte aan zelfvoorziening onder de bemanningsleden, omdat ze zo ver van de aarde verwijderd zijn. Zoals Bill Wiecking, de technische ondersteuning van HI-SEAS en de directeur van het energielab van de Hawaii Preparatory Academy destijds opmerkten:
"We hebben alle manieren geleerd waarop je jezelf op Mars kunt doden, en we hebben geleerd om die dingen te voorkomen. Dus het is heel erg waardevol geweest, want het is veel beter om het hier te doen, waar je omhoog kunt rijden en gaan: 'Oh god, een waterklep ging open en nu heb je geen water.' In plaats van op Mars, waar het zoiets is van: 'Je hebt geen water, jullie gaan over een paar dagen dood.' '
De lessen die zijn geleerd van Hi-SEAS en andere soortgelijke simulaties zullen zeker de eerste bemande missies naar Mars informeren, om nog maar te zwijgen van plannen voor het vestigen van permanente nederzettingen daar. Als de eerste 'marsmannetjes' eindelijk hun intrek nemen op de Rode Planeet, kunnen we ons voorstellen dat hun leven zal bestaan uit veel hard werken en bewegen. En als ze in de problemen komen, moeten ze terugvallen op hun training en samenwerken om er uit te komen.
