Wie es ist, auf dem Meeresboden zu leben, um das Leben im Weltraum zu simulieren

Forscher drängen sich vor Florida in einen Unterwasserlebensraum, um sich auf Missionen zum Mond und darüber hinaus vorzubereiten.

Für Csilla Ari D'Agostino sah die Aquarius Reef Base - in grün-blaues Wasser getaucht, mit Algen und Seepocken überzogen - eher aus wie ein Schiffswrack als wie ein Ort zum Leben. D'Agostino ist vergleichender Neurowissenschaftler an der University of South Florida und begeisterter Taucher, der die Unterwasserwelten in Hawaʻi, Indonesien, den Philippinen, Ecuador, den Malediven und anderen Ländern besucht hat. Im Juni 2019 lebte sie neun Tage lang in der Wassermann-Anlage, 62 Fuß unter Wasser, mehr als sechs Meilen vor der Küste von Key Largo, Florida.

D'Agostino hatte sich mit fünf weiteren Besatzungsmitgliedern der NASA-Mission Extreme Environment Operations in das 400 Quadratmeter große Labor und den Lebensraum eingepfercht. Dort werden Expeditionen durchgeführt, um die Umgebungen zu simulieren, denen Astronauten im Verlauf der Weltraumforschung ausgesetzt sein könnten. Unten auf dem Meeresboden ahmte die Besatzung Rettungskräfte nach, testete neue Ausrüstung und führte - für D'Agostinos Arbeit - akribische Protokolle darüber, was sie unterwegs dachten und fühlten.

D'Agostino wurde eingeholt, als sie sich wieder an das Leben an der Oberfläche gewöhnt hatte.

Was können Forscher über Menschen im Weltraum lernen, indem sie sie unter Wasser untersuchen? Schließlich unterscheidet sich der Mond stark vom Meeresboden.

Grundsätzlich ist die Idee, dass wir Schwerelosigkeit simulieren können, weil wir unter Wasser sind. Dies ist die einzige Möglichkeit auf der Erde, es sei denn, Sie machen eine Flugreise, bei der es einige Sekunden freien Fall gibt, um die Schwerelosigkeit nachzuahmen. Ansonsten ist die einzige Option Unterwasser.

Es ist wichtig zu verstehen, wie Geräte reagieren, wenn es keine Schwerkraft gibt oder eine andere Art von Schwerkraft als an Land - und wie unser Körper mit dieser Art von Geräten umgehen kann. Wir könnten denken: „Oh, wir können das einfach aufheben und hier oder da ablegen“, aber es ist anders.

Wenn wir den Lebensraum verlassen haben, haben wir manchmal Geräte getestet, die in verschiedenen Gewichten funktionieren müssen. Wir hatten unsere normale Tauchausrüstung und einen schweren Helm an, der 32 Pfund wiegt. Trotzdem schwammen wir ein bisschen. Auf dem Mars und auf der Mondoberfläche herrscht eine gewisse Schwerkraft. Deshalb setzen wir Bleiwürfel auf, um uns selbst zu beschweren und der Schwerkraft so nahe wie möglich zu kommen. Wir hatten einen Wagen, in den wir einige der Geräte geladen hatten, die wir zum Sammeln und Analysieren von Proben benötigten. Wenn wir nicht genug Gewicht hätten, könnten wir nicht mit genug Kraft ziehen, um den Wagen tatsächlich zu bewegen.

Unsere Crew testete ein Mondevakuierungssystem, an dem die Europäische Weltraumorganisation gearbeitet hat. Wenn ein Astronaut bewusstlos oder verletzt ist oder sich nicht selbst helfen kann, muss ein anderer Astronaut diese Person in Sicherheit bringen. Manchmal ist es schwierig, mit sperrigen Tauchausrüstungen oder Raumanzügen umzugehen, und es ist schwierig, auch nicht so schwere Objekte zu bewegen. Deshalb entwickelten sie Geräte, die diesen Vorgang vereinfachen - einen bewusstlosen Astronauten von einem Punkt zum anderen zu befördern. Der ganze Zweck bestand darin, die Ausrüstung zu testen und Feedback zu geben, um Dinge zu verbessern und zu optimieren.

Wie bist du da runter und dann rein und raus aus dem Habitat gekommen?

Du schwimmst runter wie ein normaler Taucher. Es gibt einen „Mondpool“ (auch als nasse Veranda bekannt). Stellen Sie sich vor, Sie drehen eine Tasse um und drücken sie ins Wasser. Die Luft ist immer noch in der Tasse; Du bist in einer Luftblase. Wir sind einfach drunter geschwommen und sind in den Lebensraum gegangen. Der Lebensraum ist grundsätzlich offen - es gibt immer eine Öffnung zum Wasser. Aufgrund des Luftdrucks im Lebensraum kann das Wasser jedoch nicht eindringen.

Wir könnten leicht in den Lebensraum ein- und ausgehen, um Experimente durchzuführen, aber nicht bis an die Oberfläche. Nach 24 Stunden bei diesem Druck wurde unser Körper mit Stickstoff gesättigt. Ohne ein Dekompressionsprotokoll könnten wir sterben. Das ist das andere, was dem Weltraum ähnelt: Man kann nicht einfach an Land zurückkehren.

Ich weiß, dass Astronauten manchmal Dinge in den Weltraum mitnehmen, von Samen bis zu einem Schinkensandwich . Hast du etwas Besonderes eingepackt?

Es gibt nicht viel Platz, um irgendetwas zu verstauen. Nur einfache Kleidung, was auch immer Sie zum Tauchen benötigen, und vielleicht ein oder zwei kleinere persönliche Gegenstände. Ich machte ein Familienfoto und ein ungarisches Lesezeichen - ich komme aus Ungarn - von meinen Eltern. Rot, Weiß und Grün - die Farben der ungarischen Flagge - sind darauf gestickt.

Es gibt keinen Platz für zusätzliches Zeug und es kann aus verschiedenen Gründen auch gefährlich sein. Dort unten können Dinge brennbar sein, die an Land nicht brennbar wären. denn unter dem höheren Druck ist Sauerstoff brennbarer. Vor ein paar Missionen versuchte jemand, einen Fön zu benutzen, und er bekam einen kleinen Funken, weil ein kleines Stück Haar darin steckte. Chemikalien, die Sie für Experimente oder die Aufbewahrung an Land verwenden würden, könnten dort unten ernsthafte Probleme verursachen.

Was hast du letzte Nacht an Land gemacht? Irgendwelche letzten Hurrahs?

Wir wussten, dass wir dort unten im Grunde gefriergetrocknetes Camping-Essen essen würden. Es ist nicht so, dass jeder seine Lieblingsgerichte nimmt. Wir wussten, dass die nächsten neun Tage etwas eingeschränkt sein würden. Bevor wir abreisten, ging die Besatzung zusammen mit unseren Ehepartnern in ein sehr schönes Restaurant am Meer und wir aßen alles, was wir wollten. Ich hatte Schokoladenkuchen und ich war wirklich voll!

Im Grunde genommen füllt man dort unten nur heißes Wasser in ein Päckchen, lässt es 10 Minuten ruhen und dann ist es eine warme Mahlzeit. Hauptsächlich habe ich Hühnerbrust mit Kartoffelpüree gegessen. Das war mein Favorit. Sie hatten auch Rindfleisch, Reis und Gemüse. Überraschenderweise war es ziemlich gut. Nun, nachdem ich neun Tage dasselbe gegessen hatte, war es nicht so angenehm. Es war aber relativ gut.

Wie haben Sie Ihre Tage dort verbracht?

Unser Zeitplan war sehr eng und wurde Monate vor der gesamten Mission festgelegt. Es war eine Software namens Playbook, die wir die ganze Zeit überprüft haben - Sie haben die aktuelle Zeit und Ihre geplanten Aufgaben gesehen. Wir wussten, dass wir beim Aufwachen 10 Minuten Zeit hatten, 30 Minuten, zwei Stunden, um dies zu tun.

Vormittags mussten wir testen, wie gestresst wir waren, und dann auf unserem iPad nachsehen, was unsere Aufgaben waren. Manchmal mussten wir vor dem Frühstück etwas tun, beispielsweise unser Blut testen, bevor wir etwas aßen oder tranken. Normalerweise hatten wir morgens ein Treffen mit der Missionskontrolle an der Oberfläche, um zu besprechen, worauf wir tagsüber achten mussten. Wir hatten eine Art Funkkanal, wie ein Walkie-Talkie, und sie hatten auch rund um die Uhr Zugang zu uns. Auch am Abend gab es ein Treffen - was lief schief, warum lief es schief, wie hätte es besser sein sollen, wie sieht der Plan für morgen aus?

Alles war sehr genau geplant. Einige Experimente benötigten mehr Platz oder Platz, den andere Leute für andere Experimente nutzen würden, sodass wir uns nicht überlappen konnten, da der Platz darin begrenzt ist. Wenn ein Experiment zwei Laptops benötigte, mussten wir nacheinander arbeiten - wir konnten nicht zwei Laptops auf den Schreibtisch stellen. Manchmal tauchten technische Probleme auf, Dinge änderten sich und wir mussten hart arbeiten, um wieder auf den Zeitplan zu kommen.

„Sechs von uns mussten ein Badezimmer benutzen. Es war im Grunde nur ein Vorhang in der Ecke. “

Manchmal gingen wir nach draußen und machten fünf Stunden lang körperlich anstrengendere Dinge [um Weltraumspaziergänge zu simulieren]. Wir haben versucht, uns zu verschieben, damit jeder einen Ruhetag drinnen und dann einen Tag draußen und dann einen Tag drinnen hatte. Es hat nicht immer so funktioniert, aber das war das Ziel.

Es gab auch eine Möglichkeit, sich ein wenig zu bewegen. Wir mussten ein Trainingsgerät testen, das sie zur Internationalen Raumstation (ISS) schicken wollen. Ziel war es, Feedback zu geben - was ist gut, was ist nicht so gut, wie sollte es besser sein? Es war ein bisschen wie ein Rudergerät, aber du machst es stehend, und das Gewicht ist an deiner Taille befestigt, und du machst im Grunde genommen Kniebeugen. Es gab verschiedene spielerische Dinge auf dem Bildschirm, die dir Anweisungen darüber gaben, wann und wie du hocken sollst. Wir haben so viel gelacht.

Gab es etwas am Leben im Lebensraum, das schwieriger oder einfacher war als Sie erwartet hatten?

Der Dusch- und Badbereich war wirklich sehr, sehr klein. Sechs von uns mussten ein Badezimmer benutzen. Es war im Grunde nur ein Vorhang in der Ecke. Leute arbeiteten um dich herum, als du im Badezimmer warst. Sie hatten in der Zwischenzeit Sachen zu erledigen!

Ich weiß, dass Sie daran interessiert waren , die kognitive Leistung zu verfolgen - Reaktionszeit, Gedächtnis, Entscheidungsfindung und mehr - und auch Daten über Schlafqualität und Stress. Wie hast du das gemessen?

Wir haben Fragebögen verwendet, die Fragen dazu enthielten, wie Sie sich fühlen, ob Sie gestresst darüber sind, was heute auf Sie zukommt, ob Sie sich ausgeruht fühlen. Wir hatten viele, viele Fragebögen und zu bestimmten Zeiten würden wir sie beantworten. Wenn wir uns ansehen wollten, wie die Arbeitsbelastung unsere Leistung beeinflusst, stellten wir Fragen, wenn wir nach fünf Stunden technischer Arbeit am Korallenriff zurückkamen. Dann stellten wir Fragen, wie anstrengend es war, wie viel Zeitdruck Sie verspürten und wie geistig schwierig die Aufgabe war. Die Fragebogen wurden entweder auf Papier ausgefüllt, wenn sie sich im Lebensraum befanden, oder auf wasserdichten iPads, wenn sie draußen waren.

Auf dem iPad verwendeten wir dieselbe Software wie auf der ISS, um das Arbeitsgedächtnis, die Fähigkeit zur Problemlösung, die Reaktionszeit und vieles mehr zu bewerten. Dies sind kurze, paar Minuten dauernde Tests. Ich war gespannt, wie sich die Arbeitsbelastung, der Druck, der Stress, die Zeit und all diese Variablen darauf auswirken würden. Wir haben es vor der gesamten Mission mehrmals innerhalb des Habitats und außerhalb gemacht, als wir zum simulierten Weltraumspaziergang gingen. Wir wollten herausfinden, wie einfach es Ihre Reaktionszeit beeinflusst, im Wasser zu sein, im Vergleich dazu, wie fünf Stunden Arbeit an einer geistig oder körperlich anstrengenden Übung unter Wasser diese Variablen beeinflusst. Ich analysiere immer noch viele Daten, und dann müssen wir sie in wissenschaftlichen Kanälen veröffentlichen. Es wird wahrscheinlich ein paar Monate oder sogar ein Jahr dauern.

Wie hast du geschlafen? Es fällt mir schwer, mir so viele Nächte lang vorzustellen, wie ich unter Wasser schlafe.

Wir fühlten uns nicht wirklich unter Wasser. Als wir in den Lebensraum kamen, fühlten wir zuerst ein wenig Druck in unseren Ohren, aber wir gewöhnten uns in einer halben Stunde daran. Danach hast du nicht mehr das Gefühl, unter Wasser zu sein. Es ist nur das grundlegende weiße Rauschen, all das Summen der Systeme, die in Betrieb sind. Es war mir egal - wenn ich müde bin, werde ich schlafen.

Ich wusste, dass ich um 6.30 Uhr aufwachen musste, und wir hatten einen Zeitplan bis zum Ende des Tages, und dann fügte ich einige weitere Experimente hinzu, die ich machen wollte und die nicht mit der NASA zu tun hatten. Ich habe auch ein National Geographic Ocean Explorer-Projekt und wollte nachts ein kleines ferngesteuertes Fahrzeug aus dem Habitat fahren [um das Laichen von Schwämmen zu studieren]. Ich musste warten, bis es ganz dunkel war. Diese Tage waren die mit dem längsten Tageslicht, also musste ich bis fast 10:00 warten und dann etwas unternehmen. Ich bin vielleicht erst um 11:00 Uhr ins Bett gegangen.

Jeder einzelne Tag war angesetzt, und ich hatte nicht wirklich Zeit, meine E-Mails zu lesen, und meine Schüler halfen dabei, einige Dinge an der Oberfläche zu koordinieren. Manchmal wachte ich nachts auf und dachte: „Oh mein Gott, ich habe meine E-Mails nicht überprüft.“ Dann antwortete ich auf E-Mails. Ich habe nicht viel geschlafen, aber damals fühlte ich mich nicht schlaflos. Nach der ganzen Mission hatte ich das Gefühl, dass ich viel mehr Schlaf brauchte als normal. Ich glaube mein Körper holte gerade auf.

Wie sind neun Tage unter Wasser vergangen, um mit anderen Tauchern fertig zu werden?

Was es einfacher gemacht hat, ist, dass wir uns lange und sehr, sehr gründlich auf alles vorbereitet haben - auf alle möglichen Umstände. Wir wussten, dass ungefähr 100 Leute uns ununterbrochen beobachteten und uns helfen würden, wenn etwas schief gehen würde. Wenn Sie darüber nachdenken, ist es wahrscheinlich sicherer als viele der normalen Taucher auf der ganzen Welt. Wir haben uns mental und praktisch so gut vorbereitet, dass ich nicht so gestresst war. Manchmal, wenn ich regelmäßig tauche und wir keine schwierigen Bedingungen erwarten und diese während des Tauchgangs auftauchen, kann das stressiger sein.

Ich habe es immer geliebt, die Berichte von Astronauten zu lesen, in denen ich nach unten geschaut und die Erde weit darunter gesehen habe. Sie hatten irgendwie die entgegengesetzte Perspektive. Was hast du gesehen und wie hat sich das auf deine Meinung über den Planeten ausgewirkt?

Wir hatten Fenster, so dass wir draußen sehen konnten. Wir haben alles gesehen, was Sie in einem tropischen Ozean tauchen sehen - Schildkröten, Rochen, Zackenbarsche. Da das Habitat beleuchtet war, kamen Plankton und kleine Organismen ans Fenster oder in die Nähe des Habitats, und diese zogen größere Fische an, und dann zogen diese auch größere Fische an. Natürlich konnten wir nicht zu viel Zeit mit den Tieren verbringen.

Wir konnten auch das Licht sehen und ungefähr, wie das Wetter war - sonnig oder stürmisch, wenn die Sicht schlecht wurde, weil Wellen den Sand aufgewirbelt hatten. Wir hatten irgendeine Verbindung mit dem Land, aber wir waren uns sehr bewusst, dass wir in gewisser Weise gefangen waren - wir konnten nicht einfach zurückkehren, wann immer wir wollten.

Es war eine Art Erleichterung, wieder in unserer normalen Umgebung zu sein. Ich habe die Kräfte der Natur und des Meeres sowie die Lebensformen, die sich daran anpassen können, schätzen gelernt. Es war nicht einmal so hart, wo wir waren - aber stellen Sie sich vor, wie viele tiefere und härtere Orte es gibt. Ich wusste zu schätzen, was unter diesen Umständen alles möglich ist. Offensichtlich sind wir nicht in der Lage - wir sind abhängig von Technologie.