Shkencëtarët e kthejnë një avion në një laborator kërkimor të gravitetit të Hënës

Shkencëtarët evropianë po e kthejnë një avion në një laborator që simulon gravitetin hënor për të përgatitur astronautët dhe teknologjinë për uljet e ardhshme në Hënë si pjesë e misioneve Artemis të udhëhequr nga NASA.

Hëna është një botë e vogël e çuditshme. Vetëm rreth 1.2% e masës së Tokës, shoqëruesi i planetit tonë ushtron një forcë gravitacionale shumë më të dobët mbi objektet në sipërfaqen e tij sesa planeti i tij mëmë. Si rezultat, një astronaut në sipërfaqen e hënës ndihet sikur ai ose ajo peshon vetëm një të gjashtën e peshës së tyre tokësore. E njëjta gjë vlen për të gjitha pajisjet që do të përdornin astronautët. Mund të tingëllojë si diçka e madhe, por kjo tërheqje e dobët gravitacionale krijon të gjitha llojet e problemeve të paparashikuara për të cilat është e vështirë të përgatitesh në laboratorët kërkimorë në Tokë. Megjithatë, ekziston një mënyrë për të përjetuar gravitetin hënor ndërsa jeni ende në kufijtë e Tokës dhe për të eksploruar këto sfida përpara se të shkoni në Hënë: Në një fluturim parabolik.

Fluturimet parabolike, të njohura më mirë për gjenerimin e mungesës së peshës, përdoren shpesh për të përgatitur astronautët për misione në Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës. Por në prill të këtij viti, Agjencia Evropiane e Hapësirës (ESA) zhvilloi fushatën e saj të parë parabolike të fluturimit të fokusuar vetëm në simulimin e gravitetit hënor dhe marsian. Studiuesit nga e gjithë Evropa zbritën në qytetin francez të Bordosë, bazën e kompanisë franceze Novespace, ofruesi i vetëm në Evropë i fluturimeve parabolike për qëllime shkencore, dhe mbushën A310 të konvertuar të kompanisë Airbus me të gjitha llojet e eksperimenteve dhe demonstrimeve teknologjike.

Gjatë asaj fushate testimi të prillit, avioni u ngrit në qiell tre herë për të kryer tre orë fluturime me slitë, ku secila përfshin 31 manovra parabolike të ekzekutuara me kujdes. Gjatë këtyre manovrave, pilotët fillimisht ngjiten me aeroplanin me shpejtësinë maksimale në një kënd 50 gradë, më pas tërheqin mbytjen për të lejuar që avioni të rrëshqasë mbi kreshtën e parabolës në rënie të lirë. Më pas avioni del nga parabola dhe hyn në një periudhë të shkurtër fluturimi të qëndrueshëm.

Gjatë ngjitjes dhe manovrës pasuese të daljes, objektet dhe pasagjerët brenda aeroplanit përjetojnë gati dyfishin e forcës së gravitetit të Tokës për rreth 20 sekonda. Gjatë rënies së lirë, ata gëzojnë pak më pak se gjysmë minutë pa peshë ose gravitet të reduktuar, në varësi të mënyrës se si pilotët e kryejnë manovrën. Këto magji të shkurtra të gravitetit të reduktuar janë gjithçka që studiuesit mund t’i arrijnë për t’u përgatitur për një aventurë sfiduese që do t’i çojë njerëzit rreth 240,000 milje (385,000 kilometra) larg Tokës. Dhe ka shumë për t’u përgatitur.

“Në Hënë, ka ende gravitacion, por është shumë i ulët,” tha për Space.com Jean Francois Clervoy, themeluesi i Novespace dhe astronauti francez në pension, i cili në vitin 1999 fluturoi drejt teleskopit hapësinor Hubble. “Pra, për shkak se graviteti është i lehtë, ju duhet të rimendoni mënyrën në të cilën projektoni mekanizmat, nëse është duke lëvizur një rover apo të gjithë pajisjet që do të përdoren në hënë, duke përfshirë kostumet hapësinore.”

Për shembull, astronautët në Hënë nuk mund të ecin siç bëjnë njerëzit në Tokë. Në pamjet e filmuara gjatë uljeve të Apollonit të viteve 1970, astronautët fluturojnë si kangur. Kështu, gjatë fushatës së fluturimit në prill, një ekip ESA testoi se si një astronaut kërcimtar mund të kontrollonte një pajisje të thjeshtë të krijuar për të transportuar pajisje në Hënë. Pajisja, e quajtur LESA për Asamblenë e Mbështetjes së Pajisjeve Hënore, ishte përdorur më parë në një simulim nënujor. Fushata e fluturimit të prillit, megjithatë, ishte udhëtimi i parë i LESA-s në gravitetin hënor.

“Ne duam të testojmë se si një astronaut në gravitetin hënor do të ecë me lëvizjen [hënore] dhe do të tërheqë ose shtyjë këtë lloj pajisjeje”, tha Hervé Stevenin, instruktori kryesor i astronautëve evropianë, për Space.com. “Ne duam të shohim se si pajisjet do të reagojnë në terren të pabarabartë në gravitetin hënor dhe sa e vështirë do të ishte ta kontrollonte atë.”

Prandaj, studiuesit bashkangjitën gurë në dyshemenë e kabinës së gjerë të mbushur me mbushje të avionit Novespace për të krijuar një kurs pengesash në miniaturë mbi të cilën ata shtynë dhe tërhoqën LESA gjatë periudhave të reduktuara të gravitetit.

Stevenin ka vizione të guximshme për aeroplanin Novespace dhe rolin e tij në përgatitjen e astronautëve për epokën e ardhshme të eksplorimit të hënës. Gjatë fushatës së testit të prillit, ai dhe kolegët e tij eksperimentuan me realitetin virtual, duke i vendosur subjektet e provës në një simulim të ngjashëm me jetën e sipërfaqes hënore përmes një kufje të realitetit virtual. Subjektet e testimit duhej të kryenin detyra të thjeshta gjatë magjive të gravitetit hënor, duke u ndjerë ashtu si në hënën e vërtetë.

Meqenëse kjo ishte fushata e parë e tillë, detyrat e përfshira ishin mjaft të thjeshta, të tilla si lëvizja e një kutie mjetesh nga pika A në pikën B që subjekti i testit mund të shihte në kufje, por që ishte gjithashtu fizikisht i pranishëm përpara tij ose saj. . Në të ardhmen, konfigurimi i realitetit virtual mund të bëhet më i ndërlikuar dhe detyrat më komplekse.

“Me këtë kufje, rezolucioni është aq i lartë sa të duket sikur të jesh në hënë”, tha Stevenin. “Tani, kur përveç asaj që po përpiqeni të kapni në mjedisin virtual, shtoni gravitetin e pjesshëm, ju me të vërtetë lëvizni sikur të jeni në hënë. Jeni me të vërtetë të ngulitur në [mjedisin hënor] dhe ne shpresojmë që të ketë shumë potencial për trajnimin e astronautëve në të ardhmen duke kombinuar këto dy teknologji.”

Shumë nga eksperimentet në bordin e avionit gjatë fushatës së prillit u fokusuan në shëndetin e njeriut dhe performancën në gravitetin e reduktuar. Shkencëtarët dinë shumë për atë se çfarë i bën trupit të njeriut mungesa e peshës falë viteve të tëra të kërkimit në Stacionin Ndërkombëtar të Hapësirës. Megjithatë, ata dinë shumë pak për atë që ndodh në gravitetin hënor ose gravitetin e Marsit.

“Ne dimë shumë pak për efektin e gravitetit hënor në qenien njerëzore pasi njerëzit ishin në Hënë vetëm për një periudhë shumë të kufizuar kohore,” Alexander Chouker, profesor i mjekësisë dhe drejtor akademik në Universitetin Ludwig Maximilians në Mynih. Gjermani, tha për Space.com. “Dhe ka një problem shtesë sepse “ne nuk mund të simulojmë gravitetin hënor në Tokë kaq lehtë.”

Në Tokë, studiuesit e fiziologjisë hapësinore kryejnë rregullisht studime të pushimit në shtrat, gjatë të cilave grupe vullnetarësh kalojnë ditë apo edhe javë vetëm të shtrirë në shtrat. Muskujt dhe kockat e tyre dobësohen shpejt nga mospërdorimi, ashtu siç do të bënin në mungesë të peshës. Por shkencëtarët duhet të dinë nëse graviteti i ulët i hënës do të mjaftonte për të kompensuar një përkeqësim të tillë fizik.

“Studimet e pushimit në shtrat mund të simulojnë mikrogravitetin, por askush nuk e di se cili është kushti i duhur për të simuluar gravitetin hënor apo gravitetin e Marsit”, tha Chouker. “Ne jemi ende në një lloj kutie të zezë ku nuk e dimë se me çfarë do të përballet njeriu dhe si do të përballet me këto kushte në Hënë kur ato të qëndrojnë për më shumë se disa ditë”.

Ndërsa zbarkimet më të gjata të epokës së Apollonit zgjati pak më shumë se tre ditë, misionet e ardhshme Artemis mund të shohin astronautët të qëndrojnë në sipërfaqen e Hënës deri në një muaj.

Gjatë fushatës së testit të prillit, Chouker dhe ekipi i tij kryen një eksperiment që përmbante qeliza imune njerëzore, duke shpresuar të mësonin nëse sistemi imunitar i njeriut do të dëmtohej njësoj në gravitetin hënor siç duket të jetë në gravitetin zero. Nga eksperimentet e mëparshme, studiuesit e dinë se qelizat imune luftojnë për të arritur në vendin e infeksionit, duke i bërë astronautët të prirur ndaj sëmundjeve. Kjo luftë shkaktohet nga pamundësia e qelizave për t’u ngjitur në murin e anijes që i bart ato.

“Ne kemi parë në mjedisin eksperimental se kur nuk ka fare gravitet, ne kemi një centralizim të rrjedhës së qelizave në mes të dhomës së rrjedhës, kështu që [qelizat] lëvizin më shpejt dhe është e centralizuar, kështu që për të rënë në kontakt me një mur i enëve mund të jetë i vështirë, “tha për Space.com Dominique Moser, një biolog në Departamentin e Anesteziologjisë në Spitalin e Universitetit të Mynihut. “Tani ne po hetojmë këtë çështje në gravitetin hënor dhe marsian.”

Një ekip tjetër fluturoi një printer 3D të krijuar për të prodhuar mjete të thjeshta nga një përzierje pluhuri hënor dhe një plastikë standarde të printimit 3D. Ashtu si LESA, edhe kjo pajisje u krye në gravitetin hënor për herë të parë, dhe studiuesit tani po vlerësojnë se si graviteti hënor do të ndikojë në procesin e printimit 3D.

Programi Artemis pret të zbarkojë njerëzit në Hënë në vitin 2025. Deri në fund të kësaj dekade, NASA planifikon të ndërtojë një kamp bazë të përhershëm pranë polit jugor hënor që do të presë vizita të rregullta nga Toka. Përpara se të ndodhë kjo, aeroplani i fluturimit parabolik Novespace ka të ngjarë të ngrihet në qiell shumë herë për të ndihmuar shkencëtarët dhe astronautët të përgatiten më mirë për aventurën më të madhe të shekullit të 21-të.