Исследовательская станция "Флэшлайн" на Марсе: Арктический аналог на острове Девон

Введение

Симулируемая среда обитания Марса на острове Девон, Нунавут, Канада

Исследовательская станция Flashline Mars Arctic (FMARS) – первая из двух симулированных сред обитания Марса (или аналоговых исследовательских станций Марса), расположенных на острове Девон, Нунавут, Канада. Станция принадлежит и управляется Обществом Марса и является частью циркумарктической сети INTERACT Европейского Союза, включающей в настоящее время 89 наземных полевых баз, расположенных в Северной Европе, России, США, Канаде, Гренландии, Исландии, на Фарерских островах и в Шотландии, а также станции в северных горных районах.

Предыстория

Станция расположена на острове Девон, являющемся марсианским аналогом и полярной пустыней, примерно к северо-востоку от поселка Резолют в Нунавуте, Канада. Станция находится на хребте Хейнса с видом на кратер Хоутон, кратер диаметром, образовавшийся около 39 миллионов лет назад (поздний эоцен). Местоположение находится примерно в от Северного географического полюса и примерно в от Северного магнитного полюса (по данным на 2010 год). FMARS – первая в своем роде исследовательская станция, строительство которой было завершено летом 2000 года. Управляемая некоммерческой организацией Mars Society, миссия станции заключается в разработке ключевых знаний, необходимых для подготовки к пилотируемым полетам на Марс, и вдохновении общественности, воплощая в жизнь идею исследования Марса человеком. Общество использует станцию для проведения геологических и биологических исследований в условиях, аналогичных марсианским, разработки полевых тактик на основе этих исследований, тестирования конструктивных особенностей жилых модулей, инструментов и технологий, а также оценки протоколов отбора экипажа. Общая стоимость проекта составила 1,3 миллиона долларов США, привлеченных за счет спонсорской поддержки крупных компаний. Flashline.com, интернет-компания, пожертвовала 175 000 долларов и получила право присвоить свое название проекту. Среди других крупных спонсоров были Фонд Кирша, Фонд международного неправительственного развития космоса (FINDS) и Discovery Channel (приобретший эксклюзивные англоязычные телевизионные права на освещение деятельности станции в течение первых двух лет). Станция была спроектирована архитектором Куртом Михельсом и инженером-конструктором Уэйном Кассалсом при координации с Робертом Зубрином и многочисленными волонтерами Mars Society. 12 июля Курт Михельс и строительная бригада покинули остров Девон и вернулись в Резолют, не найдя возможности продолжить строительство станции. 15 июля Михельс впоследствии подал в отставку с поста руководителя проекта.

Операции

FMARS – это монокок, в основном изготовленный из деревянных панелей с двойной обшивкой. Среда обитания стабилизируется наземными фермами и стальными оттяжками, что делает FMARS более устойчивым к сильному ветру, чем MDRS. Нижний уровень имеет больше, но меньших по размеру помещений, а двери в FMARS квадратные и высокие. Лестница соединяет оба этажа. Расположение камбуза и лестницы поменяно местами по сравнению с MDRS, как и расположение туалета и ванной комнаты. Общее пространство на верхнем уровне используется как для работы с компьютерами, так и для приема пищи, а камбуз состоит из плиты, микроволновой печи и емкости для воды. В жилых помещениях экипажа установлены двухъярусные кровати в шахматном порядке, и они не одинаковы по объему. Река, расположенная в нескольких сотнях метров, обеспечивает пресной водой, а газовый генератор – электроэнергией. Со временем между FMARS и MDRS возникли значительные различия из-за более изолированного местоположения FMARS и более интенсивного использования, обслуживания и расширения MDRS. FMARS также должен выдерживать экстремальные ветры и температуры в Арктике. Участник миссии Mars 160 описал FMARS как более прочную конструкцию, хотя и более подверженную разрушению из-за гниения и плесени. Подача электроэнергии и доступ в интернет были ограничены несколькими часами в день, и многие единицы оборудования были неисправны из-за недостаточного обслуживания. Общество Марса отправляет исследователей жить и работать на станции, как правило, на один месяц в течение арктического лета. Каждая из этих экспедиций состоит из экипажа численностью от 6 до 7 человек. Обычно за 1-2 месяца до отъезда в канадскую Арктику экипаж собирается на очную встречу и тренировку в Колорадо. Отправляясь в Арктику, экипаж добирается до Резолюта на коммерческом авиалайнере. Там они несколько дней организуют свои запасы и оборудование и проводят финальную тренировку, ожидая хорошей погоды. Затем они садятся на самолет Twin Otter для завершающего этапа путешествия. Эти самолеты приземляются на грунтовую взлетно-посадочную полосу, расположенную на острове Девон недалеко от станции. Основным средством передвижения экипажа по острову являются вездеходы (ATV). Во время официального периода моделирования Марса каждой экспедиции требуется, чтобы любые работы на открытом воздухе выполнялись в имитируемом скафандре, а вся связь осуществлялась по радио. Экипаж в скафандрах использует имитируемую процедуру герметизации/дегерметизации шлюза при каждом выходе и входе в среду обитания. Связь между станцией и исследователями за пределами острова подвержена задержке во времени (обычно 20 минут), имитирующей реальный радиотрафик между Землей и Марсом. На станции имеется спутниковый телефон для использования в экстренных случаях. Из-за ограниченной видимости членов экипажа в имитируемых скафандрах все работы за пределами станции проводятся с одним членом экипажа "вне симуляции". Его базовый размер и конструкция основаны на архитектуре Mars Direct. Генераторная будка – небольшая деревянная постройка, расположенная к востоку от среды обитания. В ней размещены два дизельных генератора (основной и резервный), которые поочередно обеспечивают питание среды обитания. На территории кампуса также имеется отстойник для серых вод, мусоросжигатель SmartAsh, вторичные зоны хранения для бочек с бензином, дизельным топливом и отработанным маслом, а также спутниковая антенна, обеспечивающая интернет-соединение станции.

The FMARS is a monocoque mostly made out of double skinned wood panels. The habitat is stabilized by ground trusses and steel guy wires, making the FMARS more stable than MDRS in high wind. The lower desk has more but smaller rooms, and the doors in the FMARS are square and tall. A ladder connects both floors together. The galley's and ladder's position are swapped compared to the MDRS, as well as the toilet and bathroom. The upper deck's shared space is used for both computing and dining, and the galley consists of a stove, microwave, and a water container. The crew quarter's rooms have staggered bunk beds and are not equal in volume. A nearby river a few hundred meters away provides freshwater, and a gas generator provides electricity. Over time, there were drastic differences between the FMARS and MDRS, due to FMARS's more isolated location and MDRS's more continuous use, maintenance and expansion. The FMARS also needs to withstand the extreme wind and temperature in the Arctic. A participant of Mars 160 described the FMARS as more structurally sound, though more deteriorated due to dry rot and molds. Power and internet access was limited to a few hours per day and many pieces of equipment were broken because of poor maintenance. The Mars Society sends researchers to live and work at the station typically for one month during the arctic summer. Each of these expeditions consists of a crew of between 6 and 7 individuals. Typically 1 to 2 months prior to departing for the Canadian Arctic, the crew gathers for an initial face to face meeting and training session in Colorado. Departing for the arctic, the crew travels by commercial airline to Resolute. There they spend a few days organizing their supplies and equipment and conducting some final training while waiting for clear weather. They then board Twin Otter aircraft for the final leg of the journey. These aircraft land on a dirt airstrip located on Devon Island near the station. The primary means of crew transportation while on the island is by All Terrain Vehicles (ATVs). During the formal Mars simulation period of each expedition, it is required that any outside work be done while wearing a simulated spacesuit and that all communications are conducted by radio. Space suited crew members use a simulated airlock depress/repress procedure upon each exit and entry to the habitat. Communications between the station and off island researchers are subject to a time delay (typically 20 minutes) which mimics that of actual radio traffic between Earth and Mars. A satellite phone is kept on site for use in emergencies. Due to limited visibility of crew members wearing simulated spacesuits, all work outside the station is conducted with one crew member "out of sim". Its basic size and design is based on the Mars Direct architecture. The generator shack is a small wooden structure located to the east of the habitat. It houses two diesel generators (primary and backup) which alternately provide power for the habitat. Also on the campus is a greywater sump, a SmartAsh incinerator, secondary containment areas for storage of barrels of gasoline, diesel fuel, and waste oil, and a satellite dish that provides the station's internet connection.

2001 год

Ален Сушье. "Частная наземная инфраструктура для имитации космических исследовательских миссий", Acta Astronautica, 66 (2010), 1580–1592.

Презентации

Владимир Плетсер, Филипп Логнонн, Мишель Диамент, Вероник Дехант, Паскаль Ли и Роберт Зубрин. "Обнаружение подповерхностной воды на Марсе с помощью активной сейсмологии: моделирование на Арктической исследовательской станции Марсового общества", Конференция по геофизическому обнаружению воды на Марсе, 2001 год. Роберт Зубрин. "The Flashline Mars Arctic Research Station: Dispatches from the First Year's Mission Simulation" ("Отчеты из симуляции миссии первого года"), AIAA 2002 0993 40-я встреча и выставка по аэрокосмическим наукам AIAA, Рино, штат Невада. 14–17 января 2002 года. Владимир Плетсер, Роберт Зубрин, К. Куинн. "Моделирование марсианского выхода в открытый космос на Арктической исследовательской станции Марсового общества", представлено на Всемирном космическом конгрессе, Хьюстон, штат Техас. Октябрь 2002 года.

2003 год

Ян Осбург и Уолтер Сайпс. "Когнитивное тестирование аналоговой марсианской станции (MASCOT): результаты первого полевого сезона", SAE 2004 01 2586.

Презентации

Ян Осбург. "Опыт экипажа на станции Flashline Mars Arctic Research Station в течение полевого сезона 2003 года", Proceedings of the 34th International Conference on Environmental Systems, Колорадо-Спрингс, шт. Колорадо, США, июль 2004 г., SAE 04ICES 31. Кокель, К. С., Лим, Д. С. С., Брэм, С., Ли, П., Кланси, Б., "Экзобиологический протокол и лаборатория для пилотируемого исследования Марса: уроки, извлеченные из полярного ударного кратера", Журнал Британского межпланетного общества, том 56, № 3–4, с. 74–86, 2003 г. У. Дж. Клэнси. "Принципы интеграции научных исследований, оперативной деятельности и технологических разработок в области аналогов Марса", Семинар по аналоговым площадкам и объектам для пилотируемого исследования Луны и Марса, Школа горного дела Колорадо, Голден, шт. Колорадо. 21–23 мая 2003 г.

2004 год

Held, J., Wynn, L., Reed, J. и R. Wang, "Прогнозирование потребностей в снабжении во время длительных космических миссий с использованием байесовской оценки", International Journal of Logistics, Vol 10, Num 4, pp. 351–366, 2007. Wynn, L., Held, J., Kereszturi, A. и Reed, J., "Геофизическое исследование кратера земного удара как аналог для изучения марсианских кратеров", опубликовано в On To Mars 2, под редакцией Зубрина, Р.М. и Кроссмана, Ф. Collector's Guide Publishing Inc., 2006. S. Sklar и S. Rupert, "Полевая методология взаимодействия между наземной дистанционной научной группой и планетарной полевой командой", AAS 06 260, Исследования аналогов Марса, под редакцией Джонатана Кларка, Univelt, Сан-Диего, 2006.

2007 год

М. Бамси, А. Беринстайн, С. Оклюр, М. Батлер, К. Бинстед, К. Байватерс, Дж. Харрис, Р. Кобрик, К. Маккей. "Четырехмесячное исследование использования воды экипажем в лунной и марсианской миссиях, проведенное на исследовательской станции Flashline Mars Arctic Research Station, остров Девон, Нунавут", Advances in Space Research 43 (2009) 1256–1274. Бинстед, К., Кобрик, Р. Л., Огиофа, М., Бишоп, С., Лапьер, Дж. (2010) Исследование факторов, связанных с человеком, в рамках аналоговой миссии по исследованию Марса на острове Девон, Planetary and Space Science, v58 (7–8), p 994–1006. Бишоп, С. Л., Кобрик, Р., Батлер, М., Бинстед, К. (2010). FMARS 2007: Стресс и стратегии преодоления в арктической симуляции Марса, Acta Astronautica, v 66 (9–10), p 1353–1367.

Презентации

Шерил Л. Бишоп, Райан Кобрик, Мелисса Батлер и Ким Бинстед. FMARS 2007: Стресс и стратегии совладания в арктической имитации Марса, 59-й Конгресс IAC, Глазго, Шотландия, 29 сентября – 3 октября 2008 года.

2009 год

Широ, Б., Дж. Палая и К. Ферроне (2009). Использование технологий Web 2.0 для работы с общественностью в рамках симулированной миссии на Марс, Eos Trans. AGU, 90(52), Доклады осеннего собрания, Suppl., Abstract ED11A 0565, Сан-Франциско, Калифорния, США.

2010 год

Широ, Б. и С. Стокер (2010). Итеративная научная стратегия при проведении аналоговых геофизических выходов в открытый космос, Лунный научный форум НАСА 2010, 20–22 июля, Моффетт-Филд, Калифорния, США. Ферроне, К., С. Кусак, К. Гарвин, В. В. Крамер, Дж. Палая и Б. Широ (2010). Взгляды экипажа станции Flashline Mars Arctic Research Station (FMARS) 2009, AIAA paper 2010–2258, В: Материалы конференции AIAA SpaceOps 2010, 25–30 апреля, Хантсвилл, АЛ, США. Широ, Б. (13 мая 2010 г.) Исследование человеком в марсианских аналоговых средах. Симпозиум UND 997. Широ, Б. и К. Ферроне (2010). Исследование человеком в марсианских аналоговых средах, В: Материалы 41-й Конференции по лунной и планетарной науке, 1–5 марта, Тезис 2052, Хьюстон, Техас, США.

Дополнительные публикации, содержащие ссылки на работу, проведенную в ФМАРС

О. Синди, К. Эзра, Д. ДеЛаурентис, Б. Колдуэлл, Т. Маквити и К. Симпсон (2010) Аналоги в поддержку разработки архитектур командного управления, связи и информации для лунных миссий. Журнал аэрокосмических вычислений, информации и связи. О. Синди, К. Эзра, Д. ДеЛаурентис, Б. Колдуэлл, К. Симпсон и Т. Маквити (2009) Использование аналогичных проектов для анализа вариантов при разработке архитектур командного управления, связи и информации для лунных миссий. AIAA Infotech@Aerospace Conference, Сиэтл, штат Вашингтон.