Vi är vana vid att astronauter drar av sina uppdrag utan problem. De går upp till den internationella rymdstationen i månader i taget och gör vad de gör och kommer sedan hem. Men kommande uppdrag till månens yta, och kanske Mars, presenterar en helt ny uppsättning utmaningar.
Ett sätt astronauter förbereder sig för dessa utmaningar är genom att utforska den extrema miljön i grottorna.
Europeiska rymdorganisationens CAVES-program (Cooperative Adventure for Valuing and Exercising human behavior and performance Skills) är ett tre veckors träningsprogram för astronauter. I CAVES lär astronauter team att arbeta samarbete, säkert och effektivt i multikulturella team.
Den här veckan tillbringar ett team med sex astronauter en vecka på att genomföra experiment djupt inne i en grotta i Karst Plateau i Slovenien. Tiden ägnas åt att göra experiment som att söka efter mikroplast. De testar vattenkemin och hittar sätt att följa vattnet och förstå hur det rinner genom grottorna. De letar också efter tecken på alla extrema liv som är anpassade till grottan.
För att åstadkomma allt detta måste astronauterna övervinna fysiska hinder tillsammans, kartlägga grottorna, fånga bilder och samla vetenskapliga prover.
Men kanske den viktigaste delen av deras uppdrag är att ta reda på hur man arbetar tillsammans i en mångfaldig grupp människor. De lär sig att kommunicera effektivt, samarbeta och lösa problem. Ledarskap och lagdynamik är också under press.
Deras arbete börjar innan de kommer in i grottorna. Astronauterna tillbringade en vecka över marken för att förbereda sig för uppdraget. De använder den tiden för att förbereda sig för den mentala utmaningen att vara i ett trångt utrymme utan integritet. De måste också förbereda sig för alla tekniska utmaningar de kommer att möta med minimal utrustning.
Teamet av astronauter kommer att utföra totalt 12 vetenskapliga experiment när de är inne i grottorna, med fokus på grottans delikata klimat, fauna och vatten. En viktig del av deras arbete är jakten på livet.
"Detta kommer att vara första gången som ett team kommer att observera underjordiskt liv i flera dagar i denna grotta på Karst Plateau," påpekar Franci Gabrovšek, professor vid Karst Research Institute ZRC SAZU i Slovenien, i en blogg. ”Vi hoppas kunna hitta nya arter igen,” säger Franci. Det var ESA: s andra CAVES-expedition som upptäckte kräftdjur Alpioniscus sideralis under 2012.
Alpioniscus sideralis är anmärkningsvärt eftersom det har slutfört en evolutionär cykel från att leva i vatten, till på land, till tillbaka till vatten.
Biologin inuti grottorna är av särskilt intresse för CAVES-teamet. Det finns inget ljus där och inte mycket mat. Men grottor är fortfarande värd för arter som har räknat ut hur man lever i dessa extrema miljöer. Arter som finns i grottor kan vara mycket sällsynta och deras närvaro kan hjälpa forskare att rekonstruera klimatförhållanden och livsmiljöer.
Astronauterna kommer att samla prov från väggarna och golven i grottorna, såväl som från stenar och bassänger med droppvatten. De kommer att analysera DNA och studera morfologin. Dessa analyser och observationer kommer att belysa hur livsformer har anpassats till grottmiljön.
Av särskilt intresse är extremofilerna som har hittats i grottorna. Dessa mikrober har anpassats till näringsfattiga miljöer, och några av dem använder biologiska cykler baserade på kväve och svavel, snarare än kol. Vissa av dem lever bara på stenar. Om vi möter livet någonstans i vårt solsystem, är det möjligt att dessa livsformer kommer att vara extremofiler, som drar en parallell mellan CAVES-uppdragen och eventuell utforskning av andra världar i solsystemet.
Medan de är under jorden kommer astronauterna att kommunicera med uppdragskontroll på ytan. Ytteamet kan följa det underjordiska teamets framsteg på en genererad 3D-karta och lokalisera experimenten de gör. De kan para experimenten med bilder som grotteamet skickar till dem, och de kan också skicka kommentarer till underjordiskt team.
De sex astronauterna i denna utgåva av CAVES är ESA-astronauten Alexander Gerst, NASA-astronauterna Joe Acaba och Jeanette Epps, Roscosmos kosmonaut Nikolai Chub, den kanadensiska rymdbyråns astronaut Josh Kutryk och JAXAs Takuya Onishi. Chub och Gerst tjänar som medkommanderare för expeditionen.
Mer:
- Pressmeddelande: Into the Deep
- ESA-blogg: Science Under the Surface
- Pressmeddelande: Tillbaka till vattnet
- Pressmeddelande: Vad är CAVES?
