Scott Kelly, som visas här i den internationella rymdstationens kupol, avslutade ett årslångt rymduppdrag i mars 2016.
(Bild: © NASA)
SAN FRANCISCO - NASA kommer att skaka upp saker i låg jordbana för att bli redo för det jättesprånget till Mars.
Byrån har tittat på Internationell rymdstation (ISS) som en viktig träningsplats för resor längre bort sedan de första astronauterna besökte kretslobben i november 2000. Men NASA planerar att nötkalla denna roll för stationen inom en snar framtid och behandla ISS mer uttryckligen som en "Mars-transitering analog "att förbereda för besättningsuppdrag till Red Planet på 2030-talet.
"Vi kunde verkligen göra mycket mer," sade Julie Robinson, NASA: s huvudforskare för ISS-programmet, här lördag (2 november) vid den första konferensen för Space Health Innovation. "Vi är redo att göra mer, eftersom vi har 20 år med riktigt bra datasätt."
Mer: En resa till Mars börjar på den internationella rymdstationen
Relaterad: Den internationella rymdstationen: Inside and Out (Infographic)
Robinson ledde ett tvärvetenskapligt team som nyligen identifierade en handfull av ISS-modifieringar som kan hjälpa till att bana NASAs besättningsväg till Röda planeten. Ett av dessa "användningsfall" utför fler ett års uppdrag på kretslobben.
Besättningsmedlemmar tillbringar vanligtvis cirka sex månader ombord på ISS innan de kommer tillbaka till jorden. Men det är mycket kortare än ett Mars-uppdrag skulle vara; resan till Röda planeten tar åtta till nio månader ett sätt med aktuell framdrivningsteknologi. Så, NASA vill ha mer information om effekter av rymdflyg med lång tid om astronauters fysiologiska och psykologiska hälsa. (ISS är naturligtvis inte en perfekt Mars-analog i detta avseende; den ligger i jordens skyddande magnetosfär och är därför utsatt för mindre skadliga strålning än ett Mars-bundet hantverk skulle vara.)
Hittills har byrån lanserat bara ett årslångt ISS-uppdrag, skickar Scott Kelly att leva på kretsloppet från mars 2015 till mars 2016. Den ryska kosmonauten Mikhail Korniyenko deltog också i denna flygning och tillbringade 342 dagar i rymden, precis som Kelly.
NASA har också utökat två andra astronauters ISS-vistelser inom området "Mars transit": Peggy Whitson ryckte upp 289 dagar med kontinuerlig flygning 2016 och 2017, och Christina Koch, som anlände till kretslobben i mars, är nu planerad att komma ner i februari 2020.
Men dessa tre datapunkter räcker inte, sade Robinson.
"Det vi säger nu är att vi verkligen vill stöta på det här hacket och lägga till ytterligare 10 ämnen till den amerikanska databasen," sade hon.
ISS-programmet har godkänt den planen, som NASA kan börja genomföra när en privat astronauttaxi är igång, tillade Robinson.
NASA: s Commercial Crew-program har finansierat utvecklingen av två sådana kapslar: SpaceX Crew Dragon och Boeings CST-100 Starliner. Båda kunde börja flyga människor nästa år. Men tills det händer kommer NASA att förbli beroende av ryska Soyuz-rymdskepp för att få astronauter till och från kretslobben. Och det utgör ett planeringsproblem.
"Vi måste ha kontroll över vår livbåt för att kontrollera besättningsplanen," sade Robinson.
"Och vi arbetar fortfarande med våra ryska kollegor för att definiera om de kommer att få vissa kosmonauter också," tillade hon. "Eftersom det är det starkaste [alternativet] är det om vi har båda enheter som samarbetar, som vi gjorde med Mikhail och Scott."
Det andra användningsfallet beror också på tillgången på ett privat fordon - speciellt Starliner. NASA vill lära sig mer om kapaciteten hos astronauter som "dekonditioneras" av rymdflyg under lång tid, för att se vad de kan göra omedelbart efter landning på Mars efter deras långa resa. Till exempel, kommer de att ha tillräckligt bra motoriska färdigheter för att byta ut strömkablar på sin lander eller utföra andra fiddly uppgifter om det behövs?
Detta är inte en dum fråga. Tänk på hur hjälplösa astronauter verkar efter att ha återvänt från ISS-uppdrag; de dras ur deras Soyuz av återhämtningsbesättningar, lindade i filtar och inbäddade i bekväma stolar för att vänta på grundliga medicinska undersökningar
Och det finns logistiska problem att följa med hälsoproblemen. Till exempel visade tidigare studier som utförts med NASA: s Mars-arkitekturteam att om Red Planet-pionjärer inte kunde förväntas göra något under en vecka, skulle mycket mer batterikraft behöva byggas in i deras lander och fördubbla dess massa, sade Robinson.
NASA utförde ett 10-timmars sensorimotortest av just landade ISS-besättningsmedlemmar den senaste juni och skulle vilja göra en en-till två-dagarsversion med astronauter som kommer ner på Starliner, sade Robinson. Boeing-kapseln är valet här eftersom den berör ner på terra firma, som Soyuz (och som en Mars-lander), medan Crew Dragon plaskar ner i havet.
"Landningar i vattnet är verkligen inte bra som en Mars-analog, eftersom du tar något som redan var ganska dåligt och du gör det fruktansvärt värre genom att studsa i havet," sade Robinson.
Om ISS-programmet godkänner denna plan skulle djupgående tester - vars karaktär fortfarande arbetar - kunna teoretiskt genomföras så snart som 2022, på den tredje besättningen Starliner-landningen, tillade hon.
Astronauter som reser till Mars kommer inte att ha tillgång till alla bekvämligheter som ISS tillhandahåller, som har ungefär samma inre volym som en 747-jet och som regelbundet återupptas från marken. Dessa utanför gränserna inkluderar också råd i realtid från markkontroller, med tanke på kommunikationsförseningen orsakad av det stora avståndet mellan ett Mars-bundet farkost och jorden. Så pionjärerna på Red Planet måste vara mer självförsörjande, särskilt när de hanterar kriser.
Det ger oss ytterligare två användningsfall: simulera en allvarlig medicinsk fråga som växer upp under resan till Röda planeten och ålägger en Mars-uppdragliknande tidsfördröjning på kommunikation med uppdragskontroll. NASA planerar att göra en medicinsk simulering på ISS nästa vår. ISS-programmet har kommit överens om att planera ett två veckors komm-fördröjningsexperiment, sade Robinson, och det är möjligt att längre stints kan följa i framtiden.
ISS kan dock inte rymma alla fall av potentiell användning. Till exempel skulle det vara trevligt att begränsa det tillgängliga utrymmet till 880 kubikfot (25 kubikmeter) per besättningsmedlem, eftersom det är mer eller mindre vad ett Mars-bundet fartyg förväntas ge, säger Robinson. Men den modifieringen kan inte göras på den tätt packade ISS; det finns bara inget sätt att flytta saker runt för att få önskad effekt.
Men rymdbegränsande experiment kan utföras på kommersiella moduler som dockar med ISS i framtiden, sade Robinson, eller med frittflygande rymdstationer som skapar butik i låg jordbana. Sådant arbete kan också göras på grinden, den lilla, månkretsande utposten som NASA planerar att börja bygga 2022 som en del av byråns Artemis-månutforskningsprogram.
Och Artemis själv är en springbricka för Mars, har NASA-tjänstemän betonat. Byrån vill etablera en långsiktig, hållbar närvaro på och runt månen fram till 2028 och därmed lära sig de färdigheter och tekniker som krävs för att få astronauter till Röda planeten.
- Ett år i rymden: Epic Space Station Mission in Photos
- Astronauter kommer att möta många faror på en resa till Mars
- Hur vi kan göra Mars bebörlig, en lapp mark i taget
Mike Walls bok om sökandet efter främmande liv, "Där ute"(Grand Central Publishing, 2018; illustrerad av Karl Tate), är ute nu. Följ honom på Twitter @michaeldwall. Följ oss på Twitter @Spacedotcom eller Facebook.
