Il programma Artemis della NASA stabilirà una presenza sostenibile sulla Luna mentre ci prepariamo ad avventurarci su Marte. Per potenziare il successo di queste missioni, gli ingegneri terrestri devono fornire agli astronauti gli strumenti di cui hanno bisogno per fare nuove scoperte durante i loro viaggi.

Per garantire che questi strumenti funzionino nel vuoto dello spazio o sulle pianure rocciose di un lontano corpo celeste, La NASA deve testarli in ambienti analogici che imitano queste impostazioni. Esempi di questi ambienti includono camere termiche a vuoto, dove gli ingegneri possono sottoporre gli strumenti a temperature e pressioni estreme, o il Neutral Buoyancy Laboratory, un'enorme piscina presso il Johnson Space Center della NASA a Houston, dove gli astronauti possono esercitarsi per le passeggiate spaziali sulla Stazione Spaziale Internazionale.

Questi ambienti di test non sono sempre personalizzati per adattarsi alle loro controparti nello spazio. Ingegneri e scienziati portano anche sul campo i loro strumenti, trovare luoghi sulla Terra analoghi ad aree di interesse scientifico sulla superficie lunare o sul Pianeta Rosso. Là, scoprono quali strumenti e metodi funzioneranno meglio per gli astronauti di Artemis.

Al Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, geologo sul campo e scienziato planetario Kelsey Young funge da collegamento scientifico con il gruppo dei sistemi di esplorazione all'interno della divisione dei progetti di esplorazione e comunicazione spaziale (ESC), Commercializzazione, Innovazione, e Sinergie (CIS). CIS condivide la vasta esperienza di Goddard in aree come comunicazioni, miniaturizzazione, e sviluppo software con altri centri della NASA, il governo in generale, e il settore privato.

"I nostri incontri settimanali sono un importante punto di contatto tra i team di ingegneria e scienza che lavorano nell'esplorazione dello spazio a Goddard, "ha detto Young. "La comunità di Goddard sta lavorando insieme, insieme ad altri centri della NASA e alle nostre controparti accademiche e industriali, per prepararsi a raggiungere obiettivi scientifici di alta priorità durante l'era di esplorazione lunare di Artemide".

Gli strumenti scientifici testati in ambienti analogici includono spettrometri che consentono agli astronauti di identificare la composizione delle rocce lunari e del suolo, o regolite. Magnetometri e gravimetri misurano i campi magnetici e la gravità locale. I sistemi di rilevamento laser possono aiutare a produrre mappe ad alta risoluzione della topografia. Il radar che penetra nel terreno può sondare interessanti caratteristiche sotterranee.

Questi strumenti a volte possono essere pesanti o ingombranti, o non progettato per applicazioni spaziali o sul campo. La NASA prende i test in ambienti analogici come un'opportunità per miniaturizzare e ottimizzarli, sviluppare le migliori pratiche per il loro utilizzo nell'esplorazione scientifica, e sviluppare procedure per l'utilizzo di questi strumenti e dei sistemi che li supportano.

"Molti degli strumenti che testiamo sono disponibili in commercio, " ha detto Young. "Determinamo l'uso operativo per ogni strumento e determiniamo come gli astronauti potrebbero utilizzare i loro dati scientifici in tempo reale".

Ci sono diversi sforzi in tutta la NASA che si concentrano su diversi ambienti analogici in tutto il mondo. Young lavora in molti di questi ambienti, alcuni dei quali sono descritti di seguito.

Il Goddard Instrument Field Team (GIFT) della divisione di esplorazione del sistema solare, che Young co-conduce, è un investimento sostenuto sia nella geologia planetaria che nell'astrobiologia. GIFT testa nuovi strumenti in una varietà di luoghi che imitano le superfici planetarie in tutto il sistema solare, ambienti particolarmente vulcanici come quelli della Big Island delle Hawaii. I tubi di lava sono un'area di particolare interesse, in quanto potrebbero potenzialmente servire come habitat o rifugi per le radiazioni sulla Luna o su Marte.

Telecomando della NASA, Sul posto, e studi di sincrotrone per la scienza e l'esplorazione (ex RIS4E, ora RISE2) si concentra anche sugli ambienti vulcanici. ALZATA2, finanziato dal Solar System Exploration Research Institute (SSERVI), è guidato dalla Stony Brook University di Long Island, New York. Forniscono agli studenti l'opportunità di essere coinvolti in test analogici come stagisti. Scienza, ingegneria, e anche gli studenti di giornalismo hanno dato profondi contributi allo sforzo come investigatori e documentaristi.

Young lavora anche nel team della NASA Extreme Environment Mission Operations (NEEMO), guidato dal Johnson Space Center della NASA. NEEMO invia gruppi di ingegneri, scienziati, e astronauti in soggiorni prolungati alla base dell'Aquarius Reef, una stazione di ricerca sottomarina gestita dalla Florida International University. Per un massimo di tre settimane alla volta, questi acquanauti vivono e lavorano sott'acqua, simulando missioni di esplorazione spaziale e testando apparecchiature e concetti operativi 62 piedi sotto la superficie dell'acqua vicino a una barriera corallina.

Mentre la NASA progetta e conduce ricerche sull'ambiente analogico per far progredire l'esplorazione dello spazio, la ricerca ha impatti ben oltre l'esplorazione dello spazio.

"Le misurazioni che prendiamo in questi ambienti estremi non solo ci aiutano a capire altri corpi planetari, ma può anche aiutarci a conoscere la Terra, " ha affermato Young. "I nostri investimenti in ambienti analogici risultano avere vantaggi per un'ampia varietà di applicazioni, tra cui lo sviluppo tecnologico e la scienza terrestre".

Il test dell'ambiente analogico pone una solida base per il programma Artemis. Mentre la NASA si avventura sulla Luna, Marte, e oltre, gli strumenti testati in questi ambienti informeranno gli strumenti sviluppati dagli ingegneri della NASA per gli astronauti di Artemis, strumenti che faranno scoperte profonde sull'universo e spingeranno i confini dell'esplorazione.

Le connessioni tra scienziati come Young e ingegneri nel gruppo dei sistemi di esplorazione della CSI consentono alla NASA di ottenere il massimo dalle opportunità di test analogici. Le sinergie che trovano nel loro lavoro consentono alla NASA di scoprire di più ed esplorare ulteriormente. Quando scienziati e ingegneri della NASA condividono le loro conoscenze e competenze, non c'è limite a ciò che possono realizzare.

"Siamo così felici che Kelsey e altri lavorino su questo tipo di strumenti, ", ha affermato Mark Lupisella, responsabile dell'integrazione dell'esplorazione del CIS. ma ci aiuterà anche a trovare soluzioni alle sfide esplorative di domani".