Возможность создания постоянной базы на Луне требует большего, чем просто высококвалифицированные астронавты, как показало исследование, проведенное учеными из Университета Джорджа Мейсона. Исследование пришло к выводу, что успех будущих экспедиций будет определяться в первую очередь структурой команд, регулярностью пополнения запасов и способностью реагировать на непредвиденные обстоятельства.
Используя компьютерное моделирование, ученые протестировали различные сценарии, учитывая количество членов экипажа, продолжительность пребывания на лунной поверхности и прогнозируемые условия окружающей среды для установки возле южного полюса Луны, что соответствует целям программы Artemis НАСА.
Результаты показывают, что миссии, состоящие из шести человек, с частой доставкой припасов, имеют более высокую вероятность достижения целей. В отличие от этого, небольшие команды в сочетании с большими интервалами между поставками провизии и высокими экологическими рисками сталкиваются с большими препятствиями для поддержания производительности.
Работа Университета Джорджа Мейсона была направлена на выявление идеальных условий для функционирования долгосрочной лунной базы и картирование элементов, которые могут поставить под угрозу операции. Для этого ученые применили агентное моделирование — вычислительный метод, используемый для воспроизведения поведения сложных систем, стремясь понять, как различные взаимодействия порождают коллективное поведение в многофакторных сценариях.
Во время испытаний были смоделированы различные количества астронавтов и изменены сроки между миссиями по пополнению запасов. В первоначальном сценарии команда находилась бы на поверхности три месяца, получая новые припасы, а часть экипажа заменялась бы только на второй месяц. При такой конфигурации смоделированная производительность достигла около 20% запланированных задач, что считается приемлемым показателем для определенных процессов, хотя авторы отмечают, что эта оценка игнорирует непредвиденные события, которые могут повлиять на производительность.
Анамария Береа, специалист по вычислительным социальным наукам из Университета Джорджа Мейсона и соавтор исследования, пояснила, что целью исследования было понимание человеческих факторов в длительных космических миссиях. Она предупредила, что наихудший сценарий будет состоять из четырех астронавтов на Луне одновременно, с лишь ежемесячным окном пополнения запасов с Земли и умеренными или высокими шансами неблагоприятных условий окружающей среды, согласно интервью Space.com.
Исследовательница подчеркнула, что наиболее перспективный сценарий включает шесть астронавтов, работающих вместе на лунной поверхности, с поставками припасов каждые пятнадцать дней и меньшей частотой экстремальных явлений, таких как интенсивное излучение или микрометеоритные удары. Исследование также классифицирует лунные базы как замкнутые и изолированные среды, где группы должны работать в течение длительного времени с ограниченными ресурсами, ограниченной связью и высокой зависимостью от удаленной поддержки. Аналогичные ситуации уже наблюдались в исследованиях в Антарктиде, на подводных лодках и на нефтяных платформах.
Береа подчеркнула, что коллективное поведение команд сильно влияет на результат миссий, указывая на тонкий баланс между мелкими и большими группами, поскольку взаимодействие между членами может порождать положительные или отрицательные эффекты на производительность. Она отметила, что даже при высокой подготовке в длительных миссиях или в глубоком космосе всегда будет вовлечен человеческий компонент. Кроме того, она предположила, что улучшение таких аспектов, как продолжительность миссий, частота пополнения запасов и планы действий в чрезвычайных ситуациях, принесет более значительные результаты, чем просто увеличение подготовки астронавтов.
Несмотря на эти выводы, в тексте упоминается, что НАСА использует иной подход к подготовке своих экипажей. Астронавты, предназначенные для Международной космической станции, проходят годы обучения, сосредоточенного на удаленных средах, включая психологическую подготовку к изоляции, длительному совместному проживанию и разрешению конфликтов.
Канадское космическое агентство, описывая этот процесс на основе протоколов НАСА, сообщает, что астронавты проходят повторное обучение для распознавания собственных реакций и понимания поведения коллег, а также пользуются постоянной поддержкой наземных команд во время миссий. Еще один важный момент — это накопленный опыт на Международной космической станции, данные которого из Управления генерального инспектора НАСА показывают рост научного использования станции, даже несмотря на перебои, вызванные техническими сбоями и другими непредвиденными обстоятельствами.
В отчете также указано, что более крупные экипажи, как правило, лучше распределяют задачи по техническому обслуживанию, высвобождая больше времени для исследовательских работ. Однако документ предупреждает, что ограничение транспортных средств для перевозки экипажа и грузов на станцию представляет собой операционный риск, поскольку снижает необходимый резерв для обеспечения непрерывности миссий. Для авторов исследования крайне важно предвидеть множественные взаимодействия между людьми, оборудованием и условиями окружающей среды до того, как люди будут жить и работать в течение длительного времени на будущей постоянной базе на Луне.
Джим Бриденстин, бывший руководитель НАСА, выразил сомнения относительно выбранной структуры для миссий Artemis — программы, предназначенной для возвращения астронавтов на Луну. Это заявление было сделано во время его участия в подкасте Space.com 12 июня, где он обсуждал текущие проблемы освоения космоса.
Бриденстин, который руководил НАСА во время первого срока президента Дональда Трампа, предупредил, что лунные модули, заказанные агентством, остаются одним из самых больших препятствий для установленного графика. Действующий план предусматривает попытку пилотируемой посадки в 2028 году в рамках миссии Artemis 4.
Озабоченность бывшего администратора связана с уровнем разработки аппаратов, выбранных НАСА: Starship от SpaceX и Blue Moon от Blue Origin. Оба требуют завершения испытаний, прежде чем будут признаны пригодными для доставки экипажа на поверхность Луны.
В беседе в подкасте This Week in Space, которую вели Тарик Малик и Род Пайл, Бриденстин сравнил стратегию Artemis с моделью, использованной в миссиях «Аполлон», проводившихся в 1960-х и 1970-х годах. По его анализу, нынешняя программа требует значительно более длинной последовательности процедур.
Бывший глава НАСА подчеркнул, что проект «Аполлон» имел более простую архитектуру, интегрируя посадочный аппарат в состав, запущенный ракетой Saturn V. Напротив, Artemis требует множества запусков и операции встречи кораблей в космосе. Он заявил, что архитектура «чрезвычайно сложна».
По мнению Бриденстина, простота, принятая в программе «Аполлон», стала решающим фактором того, что США достигли Луны вскоре после объявления тогдашним президентом Джоном Ф. Кеннеди. Уменьшение сложности, по его словам, было определяющим для достижения этой цели.
Лунные посадочные аппараты, заказанные НАСА, также проходят дополнительные этапы перед любой пилотируемой миссией. Как Starship, так и Blue Moon должны провести беспилотные демонстрационные полеты и пройти строгие процессы сертификации, прежде чем их разрешат использовать для работы с людьми.
Концепция Artemis предполагает, что лунные аппараты будут запускаться отдельно от ракеты, доставляющей капсулу Orion. Кроме того, посадочные аппараты должны будут проводить дозаправку в космосе, прежде чем доставлять астронавтов на Луну и возвращаться на лунную орбиту для соединения с пилотируемым кораблем.
В отчете, упомянутом в материалах НАСА, указано, что Starship может потребовать минимум 15 дополнительных запусков для обеспечения необходимого запаса для полной лунной миссии. Точное количество полетов для дозаправки каждого посадочного аппарата еще не определено.
Миссия Artemis 3, запланированная как подготовительная к посадке в 2028 году, должна будет протестировать интеграцию Orion с двумя лунными аппаратами на низкой околоземной орбите. Во время этого полета астронавты должны будут встречаться и стыковаться с посадочными аппаратами в течение примерно двух недель.
Производительность аппаратов на этом этапе может повлиять на будущие решения НАСА. Агентство уже выражало обеспокоенность развитием Starship из-за задержек, одновременно оценивая возможные изменения в контракте на посадочный аппарат Artemis 3.
Бриденстин подчеркнул, что наивысшим приоритетом должно быть нахождение решения, которое позволит ввести в эксплуатацию посадочный аппарат в кратчайшие сроки. Он заключил, заявив, что «то, что необходимо для строительства посадочного аппарата как можно быстрее, должно быть тем, чем мы занимаемся как страна».
