Sejak hari-hari pertama pelatihan ruang angkasa, NASA telah menenggelamkan para astronot di bawah air untuk mensimulasikan pengalaman tanpa berat bergerak dalam gayaberat mikro. Pada tahun 1966, misalnya, Buzz Aldrin berlatih pesawat ruang angkasa dengan mockup pesawat ruang angkasa Gemini di kolam besar di Maryland untuk mempersiapkan misi Gemini 12. Pada tahun 1983, para astronot berlatih bergerak di sekitar model skala penuh dari ruang kargo pesawat ulang-alik menggunakan fasilitas pelatihan lingkungan tak berbobot Johnson Space Center (WETF). Keberhasilan pelatihan bawah laut pada akhirnya mendorong penciptaan Laboratorium Apung Neutral di Houston, badan air dalam ruangan terbesar di dunia, yang mampu memegang model bagian utama dari Stasiun Luar Angkasa Internasional.
Mulai tahun 2001, para astronot telah melatih dan menguji peralatan di laut terbuka sebagai bagian dari program NASA Extreme Environment Operation, atau NEEMO. Bulan lalu, kru aquanauts dan astronot muncul setelah menghabiskan sembilan hari di habitat bawah laut yang dikenal sebagai Aquarius Reef Base, yang terletak 62 kaki di bawah permukaan laut di lepas pantai Key Largo, Florida. Ekspedisi, NEEMO 23, adalah yang terbaru dalam serangkaian misi yang menggunakan dasar Samudra Atlantik sebagai tempat uji coba untuk kemungkinan teknologi dan prosedur ruang angkasa. Dengan panjang hanya sekitar 40 kaki dan lebar 20 kaki, Aquarius, bagian dari Florida International University, juga merupakan tempat uji yang ideal untuk mempelajari efek fisik dan mental dari tinggal dan bekerja di ruang terbatas.
Meskipun program ini telah ada selama hampir dua dekade, ini adalah misi NEEMO pertama yang memiliki tim peneliti NASA yang semuanya perempuan. Anggota kru NEEMO Csilla Ari D'Agostino, seorang neurobiologis di University of Southern Florida, menjelaskan bahwa data yang dikumpulkan selama misi ini adalah kunci untuk menciptakan gambaran lengkap tentang bagaimana semua astronot berperilaku di ruang angkasa, terutama sejak kru NEEMO masa lalu sebagian besar laki-laki.
“Sangat penting untuk mengumpulkan data pada kedua jenis kelamin, ” kata Ari D'Agostino. “Jika ada perbedaan, kita perlu mencari cara untuk mengelola itu. Jika tidak ada maka kita perlu tahu itu juga. "
Dua anggota tim NEEMO 23 menyiapkan peralatan untuk mengukur metabolisme spons. (Karl Shreeves) Ari D'Agostino bergabung dengan aquanaut Shirley Pomponi, seorang ahli biologi kelautan di Harbor Branch Oceanographic Institute di Florida Atlantic University, dan kandidat astronot NASA Jessica Watkins. Tim ini dipimpin oleh astronot Italia Samantha Cristoforetti, yang menghabiskan 200 hari di luar angkasa pada 2014 dan 2015 — rekor luar angkasa untuk orang Eropa.
Para non-astronot dari kelompok tersebut dipilih untuk pengalaman menyelam mereka dan untuk melakukan penelitian mereka sendiri. Ari D'Agostino mempelajari efek fisiologis dari menyelam, seperti apa yang terjadi ketika penyelam menghirup oksigen di lingkungan bertekanan tinggi. Selama ekspedisi, ia juga mempelajari dinamika kelompok dan bagaimana perilaku berubah di bawah tekanan fisik dan mental. Pomponi, di sisi lain, mempelajari spons laut dan menguji alat pengambilan sampel genggam baru yang dapat memiliki aplikasi potensial di luar angkasa, seperti pengambilan sampel batuan planet dan sedimen.
Sementara misi NEEMO sebelumnya berfokus pada simulasi kegiatan di permukaan asteroid, NEEMO 23 menguji peralatan baru dan protokol kerja untuk Stasiun Luar Angkasa Internasional dan misi luar angkasa masa depan ke bulan dan Mars.
Pada hari-hari biasa, setengah dari anggota kru menghabiskan waktu hingga lima jam di luar peralatan pengujian kapal dan mengumpulkan sampel, sementara orang-orang di dalam ruangan bertugas mengarahkan pekerjaan dan berkomunikasi dengan pengontrol misi. “Kadang-kadang saya berkomunikasi dengan empat orang yang berbeda sekaligus, ” kata Pomponi. "Saya akan berkomunikasi dengan penyelam, dengan komunikasi sains, dengan kontrol misi dan dengan seseorang di dalam habitat."
Di dalam Aquarius, Pomponi menginstruksikan penyelam di luar tentang cara menggunakan peralatan penelitiannya untuk mengumpulkan sampel spons dan mengukur aktivitas metabolisme mereka. Metode ini berfungsi sebagai analog untuk misi masa depan ke Mars, di mana seorang astronot mungkin ditugaskan menggunakan alat khusus yang dirancang oleh orang lain.
“Ada sedikit pelatihan di darat sebelumnya, tetapi tidak banyak, ” kata Pomponi. "Tapi di luar angkasa, ketika mereka menjelajah, para astronot yang ada di sana belum tentu yang tahu cara menggunakan instrumen itu."
Akuarium dan astronot harus mendorong arus untuk mengangkut perlengkapan mereka di antara lokasi kerja dengan kedalaman hampir 80 kaki. (Csilla Ari D'Agostino) Enam puluh dua kaki di bawah permukaan, tim juga mengalami masalah logistik: Perangkat berjuang untuk terhubung ke internet, mikrofon terputus dan kabel helm terlepas, di antara kecelakaan lainnya. Untuk masing-masing skenario ini, tim harus menemukan perbaikan untuk masalah mereka sendiri. Pomponi mengatakan pengalamannya berkomunikasi dengan penyelam untuk mengoperasikan dan memecahkan masalah peralatannya menggambarkan pentingnya memiliki seseorang dengan keahlian ilmiah sebagai bagian dari kru, bukan hanya pada kontrol misi.
“[Jika] Anda berada di Mars, dan Anda mengirim pesan kembali ke kendali misi, itu akan memakan waktu 20 menit untuk [di sana], dan kemudian 20 menit lagi untuk mendapatkan respons kembali, ” kata Pomponi. “Jadi, minimal, kamu mendapat penundaan 40 menit. Misi ini dirancang khusus untuk berpikir tentang memberi astronot kesempatan untuk memecahkan masalah dan ... untuk membuat keputusan sendiri yang terkait dengan prosedur atau instrumen yang kami operasikan. "
Anggota tim di dalam habitat itu juga mengevaluasi alat-alat seperti pemindaian mikroskop elektron (SEM) yang terikat untuk Stasiun Luar Angkasa Internasional tahun ini. “Ini seperti versi miniatur dari SEM, ” kata Ari D'Agostino. "Ini benar-benar luar biasa karena biasanya Anda membutuhkan hampir setengah ruangan, dan ini seperti ukuran pembuat kopi." Tim menggunakan SEM untuk sampel gambar seperti spons Pomponi, dan karena tekanan di dalam Aquarius 2, 5 kali lebih tinggi daripada bahwa di permukaan, aquanauts dan astronot juga dapat melaporkan bagaimana mikroskop beroperasi di lingkungan yang ekstrem.
Di luar Aquarius di dasar laut, anggota tim mencoba sejumlah perangkat baru untuk digunakan di luar angkasa. Mereka menguji peralatan medis baru, tandu bulan yang disebut Lunar Evacuation System Assembly (LESA) yang membantu mengangkat dan mengangkut astronot yang lumpuh — tugas yang menakutkan tanpa bantuan mekanik, mengingat pakaian antariksa air termasuk helm 32-pon, umbilikal garis dan berat 10 hingga 20 pon untuk mencegah aquanauts mengambang ke permukaan. Di ruang angkasa, pakaian astronot yang sama besar dan kurangnya gravitasi akan membuat tugas ini sama sulitnya, menyoroti keuntungan dari pengujian desain baru ini di bawah air sebelum mengirimnya ke planet lain.
Untuk menilai bagaimana kondisi kehidupan mempengaruhi kemampuan mental mereka, para kru melakukan latihan harian seperti simulasi penerbangan bulan, yang menguji kemampuan mereka untuk melakukan banyak tugas dengan mengharuskan mereka untuk secara bersamaan mendaratkan kendaraan, membaca komunikasi yang masuk dan memanggil metrik seperti ketinggian.
Samantha Cristoforetti dan Csilla Ari D'Agostino bekerja pada panel habitat yang dicetak 3D yang menjadi bahan konstruksi untuk habitat bulan atau Mars. (Csilla Ari D'Agostino) Bagian dari penelitian Ari D'Agostino melibatkan mempelajari bagaimana perilaku kelompok secara keseluruhan. Sementara beberapa tim mungkin hancur di bawah tekanan mental dan fisik, kru NEEMO 23 berkolaborasi dengan mulus.
“Jelas ada saat-saat yang sangat menegangkan ketika semua orang sangat sibuk, habitatnya sangat kecil dan kami tidak bisa saling menghindar, ” kata Ari D'Agostino. “Kami benar-benar perlu tahu kapan seseorang membutuhkan bantuan, kapan seseorang perlu turun tangan dan kapan seseorang perlu mundur. Itu adalah campuran kepribadian yang sangat, sangat bagus, dan kami bersenang-senang. ”
Sekarang kembali di atas permukaan laut, tim tersebar dan akan menghabiskan minggu-minggu mendatang menganalisis data mereka dan akhirnya melaporkan hasilnya. Ari D'Agostino berharap dia dapat berkontribusi pada misi NEEMO di masa depan sebagai bagian dari kru pendukung.
"Kami sedikit tertawa dengan teman-teman astronot bahwa kami mengalami depresi pascapersalinan sekarang setelah hal besar ini selesai, dan kami hanya mencoba untuk merenung, " katanya. “Saya pikir kami perlu sedikit waktu untuk mencerna apa yang sebenarnya terjadi, karena sesuatu bisa saja salah dan untungnya tidak. Kami mengalami beberapa hal yang sangat menarik dan besar. ”
