Введение

Марсианская исследовательская станция в пустыне (MDRS) – крупнейший и действующий в течение самого длительного времени исследовательский комплекс, имитирующий условия на поверхности Марса. Это одно из двух аналоговых мест обитания Марса, принадлежащих и управляемых Обществом Марса. Станция MDRS была построена в начале 2000-х годов недалеко от Хэнксвилла, штат Юта, на западе Соединенных Штатов. На станции работают небольшие команды, проводящие научные исследования. Кампус MDRS включает в себя двухэтажное жилое помещение с теплицей, солнечную и роботизированную обсерватории, инженерный модуль и научное здание.

Предыстория

Станция MDRS расположена на Сан-Рафаэльском вздутии Южного Юты, к северо-западу от Хэнксвилла, штат Юта. Это вторая аналоговая исследовательская станция, построенная Обществом Марса, после исследовательской станции Flashline Mars Arctic Research Station (FMARS) на острове Девон в Высокой Арктике Канады. Общество Марса запустило проект "Марсианская аналоговая исследовательская станция" с заявленной целью разработки знаний, необходимых для подготовки к пилотируемым исследованиям Марса. Цели проекта – разработать тактику работы в полевых условиях, основанную на ограничениях окружающей среды (то есть необходимости работать в скафандрах), протестировать конструктивные особенности и инструменты для среды обитания, а также оценить протоколы отбора экипажа. Несмотря на то, что пустынная местность значительно теплее Марса, она была выбрана из-за схожего с марсианским рельефа и внешнего вида. MDRS стремится реалистично имитировать условия жизни на Марсе. Во время миссий члены экипажа должны надевать аналог космического скафандра при выполнении задач за пределами жилых помещений – металлического здания со шлюзом. Аналоги скафандра включают в себя шлем, комбинезон, ботинки, гамаши, перчатки, систему подачи воздуха, запас воды и радиостанцию. Для связи с Хабитатом и другими исследователями на поверхности Марса во время выходов в открытый космос (EVA) используются портативные радиостанции, установленные на шлемах скафандров, с внешними кнопками связи. Пункты назначения для EVA выбираются из базы данных установленных маршрутных точек и достигаются либо пешком, либо на вездеходе. MDRS принадлежит и управляется Обществом Марса, которое отбирает экипажи и выполняет большинство административных задач. Общество Марса – это международная некоммерческая организация, сотрудничающая с правительствами для продвижения исследования Марса посредством различных проектов, таких как M.A.R.S., конкурс аналоговых марсианских роверов под давлением и миссия воздушного шара ARCHIMEDES на Марс. MDRS проводит учебную программу, финансируемую NASA, в рамках которой учителя участвуют в проектах, имитирующих среду обитания на Луне или Марсе. В этой программе участники проводят полевые исследования и живут на станции в течение нескольких недель.

Исследования

Каждый экипаж ставит перед собой различные научные цели, которые они надеются достичь во время пребывания в МДРС. Большинство биологических исследований посвящены экстремофилам. Бактерии и водоросли, выделенные из окружающей пустыни, – распространенные объекты изучения. Эти микроорганизмы исследуются с точки зрения их ДНК, разнообразия и среды обитания. Например, в исследовании метаногенов ученые изучали образцы почвы и паров из пяти различных пустынных регионов в штатах Юта, Айдахо и Калифорния (США), а также в Канаде и Чили. В пяти образцах почвы и трех образцах паров, взятых в окрестностях МДРС, были обнаружены признаки жизнеспособных метаногенов. Экипажи часто изучают эндолиты, найденные в скалах МДРС. Эти виды бактерий способны жить внутри скал и получать необходимую энергию, осуществляя фотосинтез, используя свет, проникающий внутрь. Эти экстремальные организмы – популярный объект исследований в МДРС как для геологов, так и для биологов. Другие эксперименты включают изучение влияния выходов во внекорабельное пространство (EVA) на частоту сердечных сокращений и артериальное давление членов экипажа, исследование человеческого фактора, изучающее взаимосвязь между когнитивными способностями и настроением, а также исследование того, насколько скафандр ограничивает ловкость по сравнению с обычной одеждой.

Экипажи

Экипажи MDRS традиционно состоят из шести человек, которые добровольно участвуют в одной из двухнедельных смен или ротаций экипажа, доступных в зимние месяцы северного полушария. Полевой сезон заканчивается весной из-за жары в пустыне. Экипажи оплачивают свои транспортные расходы до и от назначенного места сбора, откуда их доставляют до MDRS и обратно. Будучи добровольцами, экипажи не получают вознаграждения за участие в ротации на станции. В состав экипажей обычно входят ученые, астрономы, физики, биологи, геологи, инженеры и иногда журналисты. Каждому члену экипажа обычно назначается роль, такая как: командир, исполнительный офицер, специалист по охране здоровья и безопасности, биолог экипажа, геолог экипажа или главный инженер. Командир экипажа несет ответственность за весь экипаж и операции. В его обязанности входит поддержание структурированного потока информации от экипажа в центр поддержки миссии, составление плана на каждый день (выходы в открытый космос, техническое обслуживание, приготовление пищи, уборка и т. д.) и проведение утренних и вечерних совещаний со всеми членами экипажа. Исполнительный офицер выполняет обязанности второго командира во время миссии и заменяет командира в случае его недееспособности или недоступности. Геолог и биолог экипажа совместно разрабатывают и выполняют научные цели миссии, включая определение геологических и биологических задач, а также планирование полевых выходов в открытый космос и последующих лабораторных работ для их достижения. Геолог и биолог экипажа работают с командой удаленной научной поддержки (RST) на всех этапах миссии. Главный инженер отвечает за поддержание всех систем, необходимых для текущей работы Хабитата, включая системы электроснабжения, водоснабжения, ATV и GreenHab. По состоянию на 2017 год в MDRS сменили 175 экипажей за шестнадцать лет.

Исследовательская станция

И FMARS, и MDRS первоначально имеют одинаковую основную конструкцию: двухуровневый модуль среды обитания в диаметре. На нижнем уровне обитания расположены ванная комната, лаборатория, два шлюза, зона подготовки к выходу в открытый космос и хранилище различного инженерного оборудования; на верхнем уровне обитания – шесть спальных мест для каждого экипажа, общая зона, компьютерная зона и камбуз (кухня). Чердак над спальными помещениями используется для хранения. Впоследствии между FMARS и MDRS возникли существенные различия из-за более изолированного местоположения FMARS и более интенсивного использования, обслуживания и расширения MDRS. MDRS расширился от первоначального двухуровневого модуля (называемого Hab) и теперь включает теплицу (GreenHab), солнечную обсерваторию (обсерватория Маска), научное здание (Science Dome), инженерный модуль (RAM) и роботизированную обсерваторию. Обсерватория Маска названа в честь Илона Маска, который пожертвовал 100 000 долларов MDRS. За исключением роботизированной обсерватории, модули соединены между собой туннелями. Внутри модуля нижняя палуба используется для научных и инженерных работ. Как и в FMARS, здесь есть душ и туалет, лаборатория биологии и геологии, два имитированных шлюза, зона подготовки к выходу в открытый космос и складское помещение. Верхняя палуба предназначена для общественной деятельности, приема пищи и связи, и включает семь отдельных кают для экипажа. В чердачном помещении расположен резервуар для хранения пресной воды, а люк используется для обслуживания антенн и метеорологических приборов. Вода для смыва туалета поступает из теплицы, а электроэнергия – от аккумуляторов, расположенных под модулем.

Зеленый дом

GreenHab – это теплица, используемая для выращивания сельскохозяйственных культур и проведения исследований растений. Оригинальный GreenHab Gary Fisher, переоборудованный в 2009 году из центра рециркуляции воды замкнутого цикла в функциональную теплицу, был уничтожен пожаром в декабре 2014 года и восстановлен в сентябре 2015 года после того, как кампания на Indiegogo собрала 12 540 долларов на его восстановление. Изначально планировалось, что восстановленный GreenHab будет геодезическим куполом, однако после установки площадки и каркаса оказалось невозможно обеспечить его герметичность к ветру и холоду, поэтому строительство было завершено в виде нового Научного купола. Новый GreenHab – это прозрачное сооружение размером 3,6 на 7,3 метра с регулируемым климатом и освещением. В GreenHab выращивают в основном травы, листовую зелень, редис, помидоры и другие овощи.

Марсовая обсерватория

В Марсовой обсерватории в пустыне Маска размещен телескоп системы Шмидта-Кассегрена, предоставленный компанией Celestron. Телескоп способен к удалённому управлению и доступен для любителей и профессиональных астрономов через интернет. Среди других спонсоров обсерватории – Le Sueur Manufacturing Inc., предоставившая Astro Pier, на котором установлен телескоп; Software Bisque, предоставившая программное обеспечение TheSky; Винс Ланцетта из East Coast Observatories; Adirondack Video Astronomy; High Point Scientific; Technical Innovations; и Lehigh Valley Amateur Astronomical Association. Открытие Марсовой обсерватории в пустыне Маска предоставляет исследовательские возможности, ранее недоступные для экипажа, местных учителей и студентов. Студенты и преподаватели приглашаются к взаимодействию с экипажем и использованию обсерватории в качестве учебного пособия. Инженерные работы проводятся в модуле ремонта и сборки – переоборудованном топливном отсеке вертолета Chinook, предназначенном для хранения инструментов и организации рабочих мест для инженерных проектов и ремонта оборудования станции. Он был перенесён на территорию кампуса в октябре 2017 года и полностью введен в эксплуатацию в ноябре 2018 года.

Другое

К северу от ГринХаб расположен подземный септик и его дренажное поле. Эта территория – "зона, предназначенная только для пешеходов и запрещенная для транспорта", поскольку точное местоположение септика неизвестно и не задокументировано. К востоку от ГринХаб находится всенаправленный радиотелескоп для изучения спутников Юпитера. MDRS является площадкой для проведения ежегодного соревнования University Rover Challenge, первое из которых состоялось 2 июня 2007 года. На некоторых зданиях развеваются флаги Марса и Соединенных Штатов Америки.