惑星外調査のためのバッグのデザイン
繊細な機材、予測不可能な天候、火山の地形、そしてNASAの科学者チームを支えるバックパック。そのすべてがどのように組み合わされたかを紹介しよう。
ビデオ 100グレード/ 写真 エヴァン・ダドリーそして ジェニー・サトンガム
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2016年、Mission Workshop のデザイナー、マーク・ファルヴァイとNASAのエンジニア、マイケル・J・ミラーの会話がきっかけとなり、火星への初の有人ミッションにおいて、地質学、生物学、その他の関連科学といった分野の専門知識を、主に航空宇宙やエンジニアリングのチームとどのように融合させるかというコンセプト・オペレーション（ConOps）の開発において、模擬的な船外活動（EVA）アナログ、つまりフィールドテストをサポートする特注のバックパックを作ることになった。ミラーがサポートしたNASAのミッションはBASALTで、これはBiologic Analog Science Associated with Lava Terrains（溶岩地形に関連する生物学的アナログ科学）の略である。つまりこのチームは、火星の地質学上の火山性物質から発見される可能性のある生命の証拠に関する疑問に対する答えを探っているのだ。ファルヴァイは、電子メールや電話、そして何度かのミーティングを通じて、NASAのBASALTチームのために特殊な通信機器をアナログに搭載するために必要なものを検討した。この絵は、『アストロバイオロジー・マガジン』に掲載されたミラーの報告書に掲載されたスケッチである：
Arkiv®モジュラーシステムと過去のスケッチブックからのアイデアを活用し、ファルバイはBASALTの研究のために適応性のある新しいバックパックハーネスシステムを開発した。この新しいモジュラー通信キャリーシステムは、各チームメンバーにフィットするバックパックを提供し、修理のための分解を可能にし、内部のBASALT通信システムの効率的な充電のためのアクセスを提供した。
それは、地上にいる宇宙飛行士（船外活動）、軌道上の宇宙船にいる宇宙飛行士（船内活動）とリアルタイムで交信する宇宙飛行士（船外活動）、そして、科学者チームが船外活動チームによって収集されたすべての情報とビデオを観察・分析する地球のミッション・コントロールである。チームがどのように活動したかを紹介しよう（下図： Lim et al.)
バックパックは、グラウンドで3つの役割を担うために必要なもので、それぞれに対応する色がつけられている。各バックパックは、チームメンバーごとに様々なサイズに適応可能です。モジュール式のArkiv®アクセサリーは、船外活動のシミュレーション中に最大限の柔軟性を発揮できるよう、現場でも交換が可能です。
下図 リムら、2019)
"バッグは、BASALT-OnSight：没入型3次元（3D）XR地形モデリングツール、HoloSkype：EVおよびIVクルーが現実世界の上に仮想注釈を描くことを可能にし、リアルタイムのコミュニケーションを容易にするAR技術、HoloSEXTANT：EVクルーが物理世界の上にオーバーレイされたリアルタイムのナビゲーションと経路計画の視覚化を提供するAR機能を中継する役割を担う繊細な電子機器を保護する必要がありました。" (アバークロンビーら、2020年）
2017年11月、Mission Workshop 、3つのダイニーマ™製パックを使ったBASALT ConOpsフィールドテストにおけるバッグの役割を記録するためにクルーを派遣した。チームは、BASALTのキラウエア・カルデラへの同行を許可し、MWチームが主要人物にインタビューし、彼らのプロセスを観察することを許可するという格別なもてなしを受けた。
まず、船外活動チームは、興味のある場所を詳細に記録し、それをミッション・コントロールに送り返す。ミッションコントロールチームの優先事項や指示は、宇宙飛行士の安全を最優先とするIVAチームによって、船外活動チームへの具体的な指示に変換される。IVAチームは、地上の船外活動チームと唯一、リアルタイムで直接連絡を取り合っていた。
その後、チームメンバーは役割を交代して繰り返し作業を行い、規定のプロセスにおける非効率性や問題点を浮き彫りにして、最終的に地上の探査チームに提示する。巡回しながら、船外活動チームは地上の専門家の意見に基づいて指示されたサンプルを採取し、時間の遅れを考慮して、これまでで最も高価で危険な人類の滞在を最大限に活用する。
1969年にアポロ11号が月のサンプルを採取したとき、その部屋にいたのは、このミッションのエンジニアリングと航空部門に携わる男性だけだった。これらのサンプルは、ここ地球での数十年にわたる研究につながった。しかし、他のサンプルが採取されたとしたらどうだろう？BASALTの目標は、3400万マイル離れた宇宙飛行士の安全を危険にさらすことなく、研究目的に最適なサンプルを入手する可能性を高めつつ、そのような材料や生物学の専門家を部屋に呼び込むことである。火星政策に影響を与えるかもしれない研究、あるいは太陽系やその先の形成の手がかりになるかもしれない研究。
これらのパックでサポートされている研究の詳細については、NASA BASALTプロジェクトを特集したアストロバイオロジー誌の特別号をご覧ください。 こちら.
情報源
Abercromby, A. F., Eppler, D., Litaker, H. L., Abercrombie, S. P., Abercromby, A. F. J., Anandapadmanaban, E., Beaton, K. H., Berner, J、Bowersox, K., Brady, A. L., Carberry, C., Chappell, S. P., Davis, K., Deans, M., Drake, B. G., Frank, J., & Gaines, D. (2020, June 17).NASA玄武岩研究プログラムから得られた科学主導型探査船外活動のためのミッション強化能力。Planetary and Space Science. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0032063320300106
Lim, D. S. S., Abercromby, A. F. J., Kobs Nawotniak, S. E., Lees, D. S., Miller, M. J., Brady, A. L., & Miller, M. J. (2019, 3月 6).BASALT 研究プログラム：The BASALT Research Program:Designing and Developing Mission Elements in Support of Human Scientific Exploration of Mars.Astrobiology Magazine. https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2018.1869
Miller, M. J., Santiago-Materese, D., Seibert, M. A., & Lim, D. S. S. (2019, March 6).BASALT 科学主導型火星アナログに基づく有人惑星探査のための柔軟な電気通信アーキテクチャ。Astrobiology Magazine. https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2018.1906
