Nghiên cứu trên trạm vũ trụ thúc đẩy kế hoạch khám phá mặt trăng, sao Hỏa của NASA
Phi hành gia NASA Victor Glover huấn luyện cho chuyến đi bộ ngoài không gian của Vi sinh vật bên ngoài ISS trong bể bơi Phòng thí nghiệm Độ nổi Trung tính tại Trung tâm Vũ trụ Johnson của NASA ở Houston. Tín dụng: NASA
Không gian, người ta nói, rất khó khăn. Và con người càng đi xa thì càng khó khăn hơn.
Một số thách thức trong các sứ mệnh khám phá mặt trăng và sao Hỏa bao gồm ngăn chặn sự lây nhiễm vi khuẩn ở những điểm đến này, di chuyển đến đó một cách an toàn, bảo vệ các thành viên phi hành đoàn và phần cứng khỏi bức xạ cũng như bảo trì và sửa chữa thiết bị.
Nghiên cứu trên Trạm vũ trụ quốc tế đang giúp các nhà khoa học của NASA phát triển các công cụ và quy trình để đảm bảo thành công cho những sứ mệnh quan trọng này. Dưới đây là những điểm nổi bật từ một số cuộc điều tra giúp không gian dễ dàng hơn một chút.
Theo dõi những người trốn theo tàu nhỏ
Vi khuẩn và nấm sống trong và trên tất cả con người và xung quanh chúng ta trên Trái đất. Hầu hết các vi sinh vật này đều có lợi hoặc vô hại nhưng việc đưa chúng đến các thiên thể khác có thể ảnh hưởng xấu đến khả năng nghiên cứu hệ sinh thái trên các thế giới khác của chúng ta.
Các thành viên phi hành đoàn sẽ tiến hành một chuyến đi bộ ngoài không gian để thu thập các mẫu gần lỗ thông hơi của hệ thống hỗ trợ sự sống của trạm vũ trụ dành cho Vi sinh vật bên ngoài ISS, một cuộc điều tra để đánh giá liệu phòng thí nghiệm trên quỹ đạo có thả vi sinh vật vào không gian hay không. Kết quả có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về tiềm năng tồn tại và sinh sản của các sinh vật trong không gian, đồng thời giúp các nhà nghiên cứu xác định vi khuẩn nào có nhiều khả năng gây ô nhiễm cho các hành tinh khác mà các sứ mệnh phi hành đoàn ghé thăm.
Kính hiển vi kỹ thuật số cầm tay thu nhỏ được thiết kế để thực hiện chẩn đoán y tế trên chuyến bay, Kính hiển vi Mặt trăng, cũng có thể kiểm tra độ nhiễm bẩn của nước, thực phẩm và bề mặt. Thiết bị chụp ảnh các mẫu ở độ phân giải cao và xử lý dữ liệu trên các thiết bị hỗ trợ web như điện thoại hoặc máy tính bảng. Nhiều người dùng có thể truy cập đồng thời vào kính hiển vi và một số ứng dụng chạy tự động.
Phi hành gia Alexander Gerst của ESA (Cơ quan Vũ trụ Châu Âu) thử nghiệm thiết bị Định vị Sextant. Tín dụng: NASA
Đến đó và quay lại
Tàu vũ trụ phải có hệ thống công nghệ cao phức tạp để điều hướng. Điều hướng Sextant kiểm tra chức năng của các kính lục phân trong môi trường vi trọng lực như một kỹ thuật điều hướng dự phòng khẩn cấp cho Artemis và các sứ mệnh khám phá khác trong tương lai. Những thiết bị cơ khí này đã hướng dẫn các nhà điều hướng trong nhiều thế kỷ, và các sứ mệnh của Gemini và Apollo đã chứng minh rằng chúng hữu ích cho các phi hành gia.
Tinh chỉnh phát hiện bức xạ
Các nhiệm vụ ngoài quỹ đạo Trái đất thấp làm tăng khả năng tiếp xúc với bức xạ, có thể gây nguy hiểm cho sức khỏe con người và cản trở hoạt động của thiết bị. Khi NASA chuẩn bị cho các sứ mệnh trong tương lai, việc cung cấp sự bảo vệ đầy đủ là rất quan trọng.
Thiết bị đánh giá bức xạ điện tử lai, hay HERA, được chế tạo để phục vụ như một hệ thống phát hiện bức xạ chính cho tàu vũ trụ Orion, sẽ đưa các phi hành đoàn vào quỹ đạo quanh mặt trăng. Cuộc điều tra của Cơ quan đánh giá bức xạ điện tử lai của Trạm vũ trụ quốc tế đã sửa đổi hệ thống để vận hành trên trạm vũ trụ nhằm cung cấp thông tin đầu vào cho các nhà nghiên cứu để sử dụng cho các sứ mệnh thăm dò trong tương lai.
Phi hành gia Thomas Pesquet của ESA (Cơ quan Vũ trụ Châu Âu) cầm một thiết bị di động cho thí nghiệm Liều lượng hoạt động ESA. Tín dụng: NASA
Artemis HERA trên Trạm vũ trụ đã sửa đổi thêm hệ thống phát hiện bức xạ để các nhà nghiên cứu có thể tiếp tục đánh giá phần cứng trong môi trường bức xạ không gian trước Artemis II.
Máy đo liều hoạt động, một cuộc điều tra do ESA (Cơ quan Vũ trụ Châu Âu) dẫn đầu, đã thử nghiệm một hệ thống có thể đeo để đo mức độ phơi nhiễm bức xạ của các thành viên phi hành đoàn trên trạm vũ trụ và mức độ thay đổi của nó theo quỹ đạo và độ cao của trạm. Dữ liệu từ liều kế thiết bị đeo đã cải thiện khả năng đánh giá rủi ro bức xạ và có thể mang lại sự bảo vệ tốt hơn cho các phi hành gia, bao gồm cả khả năng phản ứng nhanh với những thay đổi về mức độ phơi nhiễm trong các sứ mệnh khám phá trong tương lai.
Robot trợ giúp
Trong các sứ mệnh thám hiểm trong tương lai, công nghệ robot có thể giúp các thành viên phi hành đoàn thực hiện các nhiệm vụ cơ bản, giám sát và bảo trì thiết bị cũng như tiến hành các hoạt động như thu thập mẫu, giảm nhu cầu đưa phi hành gia vào môi trường khắc nghiệt.
Kỹ sư bay của đoàn thám hiểm 67 Samantha Cristoforetti thực hành các thao tác điều khiển robot trên máy tính xách tay. Tín dụng: NASA
Chỉ huy Đoàn thám hiểm 63 Chris Cassidy thiết lập một trợ lý robot Astrobee, một trong bộ ba robot bay tự do, hình khối. Tín dụng: NASA
Hệ thống tích hợp để chăm sóc tự động và thích ứng thể hiện việc sử dụng robot tự động để vận chuyển và dỡ hàng hóa cũng như theo dõi và ứng phó với các vấn đề bảo trì như rò rỉ và hỏa hoạn, có thể bảo vệ thiết bị có giá trị và giảm chi phí sửa chữa tốn kém cho các nhiệm vụ trong tương lai. Cuộc điều tra sử dụng robot Astrobee và Robonaut của trạm vũ trụ.
Quét đa độ phân giải sử dụng trạm của Astrobees để thử nghiệm các cảm biến và robot nhằm hỗ trợ các chức năng cảm biến, lập bản đồ và nhận thức tình huống 3D tự động. Trong các sứ mệnh Cổng và bề mặt mặt trăng trong tương lai, các hệ thống như vậy có thể tự động phát hiện các khiếm khuyết và tiến hành bảo trì từ xa và vận hành tự động các phương tiện như xe tự hành.
Surface Avatar đánh giá hoạt động của phi hành đoàn của nhiều robot tự động trong không gian. Cuộc điều tra cũng đánh giá khả năng phản hồi của thành viên phi hành đoàn đối với phản hồi trên bảng điều khiển được sử dụng để vận hành robot từ xa, hỗ trợ thiết kế các thiết lập hiệu quả để vận hành robot trên mặt đất từ một tàu vũ trụ quay quanh phía trên. Kết quả góp phần phát triển các ứng dụng khác của hỗ trợ robot như trả lại mẫu từ Sao Hỏa và các tiểu hành tinh.
