Scott Kelly, hier te zien in de koepel van het internationale ruimtestation ISS, voltooide in maart 2016 een ruimtemissie van een jaar.
(Afbeelding: © NASA)
SAN FRANCISCO - NASA zal de boel een beetje opschudden in een lage baan om de aarde om zich voor te bereiden op de gigantische sprong naar Mars.
Het bureau heeft de Internationaal Ruimtestation (ISS) als een belangrijk oefenterrein voor verre reizen sinds de eerste astronauten in november 2000 het baanlaboratorium bezochten. Maar NASA is van plan deze rol in de nabije toekomst voor het station uit te breiden en het ISS explicieter te behandelen als een "Mars-doorvoer" analoog "ter voorbereiding op missies met bemanning naar de Rode Planeet in de jaren 2030.
"We zouden echt veel meer kunnen doen", zei Julie Robinson, NASA's hoofdwetenschapper voor het ISS-programma, zaterdag (2 november) tijdens de eerste Space Health Innovation Conference. "We zijn klaar om meer te doen, want we hebben 20 jaar echt goede datasets."
Meer: Een reis naar Mars begint op het internationale ruimtestation
Verwant: The International Space Station: Inside and Out (Infographic)
Robinson leidde een multidisciplinair team dat onlangs een enkele ISS-gebruiksmodificaties dat zou kunnen helpen het bemande pad van NASA naar de Rode Planeet te effenen. Een van deze 'use cases' is het uitvoeren van meer missies van een jaar in het baanlaboratorium.
Bemanningsleden brengen gewoonlijk ongeveer zes maanden aan boord van het ISS door voordat ze weer naar de aarde terugkeren. Maar dat is veel korter dan een Mars-missie zou zijn; de reis naar de Rode Planeet duurt acht tot negen maanden in één richting met de huidige voortstuwingstechnologie. Dus NASA wil meer gegevens over de effecten van langdurige ruimtevlucht over de fysiologische en psychologische gezondheid van astronauten. (Het ISS is in dit opzicht natuurlijk geen perfect Mars-analoog; het bevindt zich in de beschermende magnetosfeer van de aarde en wordt daarom blootgesteld aan minder schadelijke straling dan een Marsgebonden vaartuig zou zijn.)
Tot op heden heeft de dienst slechts één jaar ISS-missie gelanceerd, het sturen van Scott Kelly om van maart 2015 tot maart 2016 in het baanlaboratorium te wonen. De Russische kosmonaut Mikhail Korniyenko nam ook deel aan deze vlucht en bracht 342 dagen door in de ruimte, net als Kelly.
NASA heeft ook het verblijf van twee andere astronauten in het "Mars transit" -bereik verlengd: Peggy Whitson behaalde 289 dagen aaneengesloten vlucht in 2016 en 2017, en Christina Koch, die in maart in het baanlaboratorium aankwam, zal nu in februari 2020 naar beneden komen.
Maar deze drie gegevenspunten zijn niet genoeg, zei Robinson.
'Wat we nu zeggen, is dat we dat echt een tandje hoger willen brengen en nog tien onderwerpen aan die Amerikaanse database willen toevoegen', zei ze.
Het ISS-programma heeft dat plan goedgekeurd, dat NASA kan gaan implementeren zodra een privé-astronautentaxi actief is, voegde Robinson eraan toe.
Het Commercial Crew Program van NASA heeft de ontwikkeling van twee van dergelijke capsules gefinancierd: SpaceX's Crew Dragon en Boeing's CST-100 Starliner. Beiden zouden volgend jaar mensen kunnen gaan vliegen. Maar totdat dat gebeurt, blijft NASA afhankelijk van het Russische Sojoez-ruimtevaartuig om astronauten van en naar het baanlaboratorium te brengen. En dat levert een planningsprobleem op.
'We moeten onze reddingsboot onder controle hebben om het schema van de bemanning te kunnen controleren', zei Robinson.
"En we werken nog steeds samen met onze Russische collega's om te bepalen of ze ook een aantal kosmonauten zullen laten deelnemen", voegde ze eraan toe. 'Omdat dat de sterkste [optie] is, is als we beide entiteiten laten samenwerken, zoals we deden met Mikhail en Scott.'
De tweede use case hangt ook af van de beschikbaarheid van een privévoertuig - met name Starliner. NASA wil meer leren over de mogelijkheden van astronauten die zijn "gedeconditioneerd" door langdurige ruimtevluchten, om te zien wat ze onmiddellijk na de landing kunnen doen Mars na hun lange reis. Hebben ze bijvoorbeeld voldoende fijne motoriek om stroomkabels op hun lander uit te wisselen of, indien nodig, andere lastige taken uit te voeren?
Dit is geen domme vraag. Bedenk hoe hulpeloze astronauten eruitzien na hun terugkeer uit ISS-missies; ze worden uit hun Sojoez door herstelteams, gewikkeld in dekens en genesteld in comfortabele stoelen in afwachting van grondige medische onderzoeken.
En er zijn logistieke zorgen om mee te gaan met de gezondheidsproblemen. Eerdere onderzoeken met NASA's Mars-architectuurteam toonden bijvoorbeeld aan dat als van Red Planet-pioniers niet kon worden verwacht dat ze een week lang iets zouden doen, er veel meer batterijvermogen in hun lander zou moeten worden ingebouwd, waardoor de massa zou verdubbelen, zei Robinson.
NASA voerde afgelopen juni een sensorimotorische test van 10 uur uit bij net gelande ISS-bemanningsleden en zou graag een een- tot tweedaagse versie willen doen met astronauten die op Starliner komen, zei Robinson. De Boeing-capsule is hier de keuze omdat het landvuur raakt, zoals de Sojoez (en als een Mars-lander), terwijl Crew Dragon in de oceaan spettert.
"Landingen in het water zijn echt niet goed als een Mars-analoog, omdat je iets neemt dat al behoorlijk slecht was en je het vreselijk erger maakt door rond te stuiteren in de oceaan", zei Robinson.
Als het ISS-programma dit plan goedkeurt, zouden theoretische diepgaande tests - waarvan de aard nog wordt uitgewerkt - theoretisch al in 2022 kunnen worden uitgevoerd op de derde bemande Starliner-landing, voegde ze eraan toe.
Astronauten die naar Mars reizen, hebben geen toegang tot alle voorzieningen van het ISS, dat ongeveer hetzelfde interne volume heeft als een 747-jet en regelmatig wordt bevoorraad vanaf de grond. Die voorzieningen buiten de limieten omvatten ook real-time advies van grondverkeersleiders, gezien de vertraging in de communicatie veroorzaakt door de grote afstand tussen een aan Mars gebonden vaartuig en de aarde. Pioniers van Red Planet zullen dus meer zelfvoorzienend moeten zijn, vooral in noodsituaties.
Dat brengt ons bij nog twee use-cases: het simuleren van een ernstig medisch probleem dat opduikt tijdens de reis naar de Rode Planeet en het opleggen van een Mars-missie-achtige vertraging in communicatie met missiecontrole. NASA is van plan komend voorjaar een medische simulatie te doen op het ISS. Het ISS-programma is overeengekomen om een experiment van twee weken met vertraging van de communicatie te plannen, zei Robinson, en het is mogelijk dat in de toekomst langere stints kunnen volgen.
Het ISS kan echter niet alle mogelijke use-cases accommoderen. Het zou bijvoorbeeld leuk zijn om de beschikbare ruimte te beperken tot 880 kubieke voet (25 kubieke meter) per bemanningslid, omdat dat min of meer is wat een Marsgebonden vaartuig naar verwachting zal bieden, zei Robinson. Maar die wijziging kan niet worden aangebracht op het dicht opeengepakte ISS; er is gewoon geen manier om dingen te verplaatsen om het gewenste effect te krijgen.
Ruimtebeperkende experimenten zouden echter kunnen worden uitgevoerd op commerciële modules die in de toekomst bij het ISS zullen aansluiten, zei Robinson, of met vrij vliegende ruimtestations die zich in een lage baan om de aarde vestigen. Zulk werk kan ook worden gedaan op de doorgang, de kleine, in een baan om de maan draaiende NASA die in 2022 van plan is te gaan bouwen als onderdeel van het maanverkenningsprogramma Artemis van de dienst.
En Artemis zelf is een springplank naar Mars, hebben NASA-functionarissen benadrukt. Het bureau wil tegen 2028 een duurzame aanwezigheid op en rond de maan vestigen, waarbij het de vaardigheden en technieken leert die nodig zijn om astronauten naar de Rode Planeet te krijgen.
- One Year in Space: Epic Space Station Mission in Photos
- Astronauten zullen tijdens hun reis naar Mars met veel gevaren worden geconfronteerd
- Hoe we Mars leefbaar konden maken, één stukje grond tegelijk
Mike Wall's boek over de zoektocht naar buitenaards leven, "Buiten'(Grand Central Publishing, 2018; geïllustreerd door Karl Tate), is nu uit. Volg hem op Twitter @michaeldwall. Volg ons op Twitter @Spacedotcom of Facebook.
