Chú thích: Ngăn xếp xe tích hợp cho một khái niệm nhiệm vụ không gian sâu của con người. Tín dụng: NASA
Có tất cả các loại chi tiết cần xem xét khi đi trong không gian sâu, chẳng hạn như đi đâu, làm gì và làm thế nào để quay lại. Vì những kẻ mơ mộng tinh tú thường không đưa vào tài khoản thực tế thực tế của việc đưa con người vào một môi trường như vậy, các kỹ sư mắt nghiêm khắc còn lại để quyết định các chi tiết nghiệt ngã của một nhiệm vụ như vậy, chẳng hạn như cần bao nhiêu đôi vớ. May mắn thay, NASA sử dụng các kỹ sư vừa tinh mắt vừa tinh tường, và công việc của họ vừa tạo ra một báo cáo thú vị thảo luận về khía cạnh con người của thám hiểm không gian sâu.
Bài báo, được viết bởi Michelle Rucker và Shelby Thompson thuộc Trung tâm vũ trụ Johnson, tập trung vào các yêu cầu của một con tàu sẽ đưa làn sóng thám hiểm không gian sâu đầu tiên của con người tới một tiểu hành tinh gần Trái đất (NEA), hy vọng trong tương lai gần. Nhóm nghiên cứu nhấn mạnh rằng họ chỉ xem xét các yêu cầu rất cơ bản và bài báo chỉ cung cấp cơ sở để làm việc cho các nhóm chuyên biệt hơn sẽ thiết kế các hệ thống con riêng lẻ.
Để phát triển những điều cơ bản, nhóm nghiên cứu đã phải đưa ra một số giả định và những giả định này được tiết lộ cho bất kỳ ai quan tâm đến kế hoạch thám hiểm con người trong tương lai của NASA. Nhóm nghiên cứu đã thực hiện một nhiệm vụ khứ hồi 380 ngày tới NEA, được điều khiển bởi 4 người, chỉ với 30 ngày thực hiện nhiệm vụ tại tiểu hành tinh. Họ cho rằng có sẵn nhiều loại phương tiện dành riêng cho nhiệm vụ cũng như khả năng thực hiện các hoạt động ngoại khóa và bến tàu với mô-đun phi hành đoàn Orion, vẫn đang được phát triển tại NASA. Tuy nhiên, những giả định như vậy có thể dẫn đến một nhiệm vụ thú vị nếu họ nắm giữ trong suốt quá trình thiết kế.
Chú thích: Quần áo trị giá hai tuần trong túi vận chuyển phi hành đoàn. Tín dụng: NASA
Ngoài các giả định, nhóm nghiên cứu đã tận dụng kiến thức thu được từ nhiều năm làm việc trên Trạm vũ trụ quốc tế và giúp xem xét các chi tiết như cần bao nhiêu gói đồ uống bột trong suốt chuyến đi cũng như bao nhiêu kem đánh răng người sử dụng hàng ngày trong không gian. Tất cả những con số này đã bị khủng hoảng để lấy được kích thước tổng thể cho nghề thủ công.
Mặc dù, tổng khối lượng này tạo ra một tàu vũ trụ có kích thước quá lớn, nhóm nghiên cứu đã đánh giá tần suất và thời lượng hoạt động để xác định các chức năng có thể chia sẻ một khối lượng chung mà không có xung đột, giảm tổng khối lượng xuống 24%. Sau khi thêm 10% cho tăng trưởng, khối lượng áp suất chức năng thu được đã được tính toán ở mức tối thiểu là 268 cu m (9,464 cu ft) được phân bổ trên các chức năng.
Những kích thước đó dẫn đến một cấu trúc 4 tầng với tổng diện tích gần 280 mét khối (10.000 feet khối) trông giống như nó có thể xuất hiện ngay trong bộ Prometheus.
Chú thích: Bố cục môi trường sống sâu không gian. Tín dụng: NASA / Michelle Rucker và Shelby Thompson.
Các hệ thống con khác nhau có thể được chia thành bảy loại khác nhau. Phần lớn nhất là phần thiết bị, chiếm 22% tàu vũ trụ. Không gian này sẽ bao gồm những thứ như bảng điều khiển môi trường và thiết bị điều hướng và liên lạc. Tuy nhiên, các nhà thiết kế nghĩ rằng hệ thống động lực, rất có thể là hệ thống động cơ điện mặt trời và tất cả các thiết bị điều khiển cần thiết sẽ là một phần của mô-đun gắn liền và sẽ không tạo thành một phần của không gian sống chính của môi trường sống.
Nhiệm vụ hoạt động và hoạt động tàu vũ trụ tạo thành những khối lớn nhất tiếp theo của không gian có thể ở được, mỗi chiếc có tốc độ 20%. Các khu vực này được dành riêng cho các nhiệm vụ cụ thể chưa được xác định và các nhiệm vụ chung cần thiết cho dù môi trường sống được thực hiện theo loại nhiệm vụ nào, chẳng hạn như bảo trì và sửa chữa cơ bản.
Đã cân nhắc nhiều về nhu cầu tâm lý và quyền riêng tư của cư dân trên tàu và khoảng 30% tổng không gian có thể ở được dành cho việc chăm sóc người dân trên tàu, với 18% dành cho chăm sóc cá nhân và 12% đi đến chăm sóc nhóm của nhóm.
Chú thích: Khu vực sinh hoạt và hoạt động của một mô đun môi trường sống không gian sâu khái niệm. Tín dụng: NASA / Michelle Rucker và Shelby Thompson.
Chăm sóc cá nhân bao gồm những điều cơ bản như giường, làm sạch toàn thân và nhà vệ sinh. Chăm sóc nhóm là nhiều hơn cho các hoạt động nhiều người, chẳng hạn như một phòng ăn, chuẩn bị thức ăn và khu vực họp. 2% diện tích cuối cùng trên tàu được phân bổ cho kế hoạch của đội ngũ dự phòng. Nó rất phù hợp với tên gọi của nó, vì nhóm thiết kế hy vọng không bao giờ phải sử dụng không gian với mục đích chính là xử lý sự suy giảm cabin, tử vong của phi hành đoàn hoặc thảm họa không lường trước được. Ngoài ra còn có một khu vực được che chắn trong nội thất của môi trường sống để ẩn náu cho phi hành đoàn trong một sự kiện bức xạ mặt trời.
Với những điều cơ bản được đặt ra, giờ đây các nhóm chuyên gia sẽ phát triển các yêu cầu tiếp theo cho các hệ thống phụ. Thiết kế cuối cùng sẽ chỉ được hoàn thành sau một quá trình tính toán và lặp lại, tính toán và thiết kế lại. Giả sử các nhóm kiên trì và cơ quan vũ trụ nhận được tài trợ đầy đủ để phát triển sứ mệnh không gian sâu đến một tiểu hành tinh, các kỹ sư định hướng chi tiết của NASA sẽ phát triển một mô-đun môi trường sống rất linh hoạt để sử dụng trong bước tiếp theo của thám hiểm không gian con người hào hứng về.
Nguồn: Báo cáo kỹ thuật của NASA: Phát triển môi trường sống trong thời gian dài, sứ mệnh không gian sâu
Andy Tomaswick, một kỹ sư điện theo ngành khoa học và công nghệ vũ trụ.
