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.
The Mars Desert Research Station (MDRS) is the largest and longest running Mars surface research facility and is one of two simulated Mars analog habitats owned and operated by the Mars Society. The MDRS station was built in the early 2000s near Hanksville, Utah, in the western United States. It is crewed by small teams who conduct scientific research. The MDRS campus includes a two story habitat with a greenhouse, a solar and a robotic observatory, an engineering pod and a science building.
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.