التوظيف في القاعدة القمرية: كم عدد رواد الفضاء الذين يجب أن يعيشوا في القاعدة القمرية التابعة لناسا؟

أكدت دراسة جديدة أن نجاح القاعدة القمرية المستقبلية التابعة لناسا يعتمد إلى حد كبير على تصميم المهمة، والذي ينبغي أن يسمح لرواد الفضاء بالعمل معًا بشكل جيد بطريقة مستقلة عن التدريب النفسي.

كان الهدف من الدراسة هو تحديد “شروط محددة” لنجاح المهمة والبحث عن أي “أعلام حمراء” قد تقف في الطريق، كما قالت الباحثة الرئيسية أناماريا بيريا، عالمة الاجتماع الحسابي في جامعة جورج ماسون، لموقع Space.com عبر البريد الإلكتروني. (المؤلف الأول دراسة بلوس واحدة، والذي تم نشره في شهر مايو، كان لـ ريموند فيرا من GMU.)

وقال بيريا إن الفريق أجرى البحث باستخدام النماذج القائمة على العوامل، وهي أدوات للمحاكاة الحسابية في مجالات تتراوح من دراسة أسراب الطيور إلى انتشار الأمراض. في حين أن الكثير من الذكاء الاصطناعي في العصر الحديث وقالت: “تدرب” أو “تتعلم” لاستقراء المعلومات المقدمة في مجموعة البيانات، وتستخدم النمذجة القائمة على الوكيل بدلاً من ذلك مجموعة بيانات “لفهم الظواهر الناشئة التي ليس لها سبب واحد أو سبب مباشر”.

نظر فريق الدراسة في سيناريوهات لعدد رواد الفضاء الذين سيكونون على متن المركبة الفضائية قاعدة القمر وكم مرة ستحدث مهمات إعادة الإمداد. في “الحالة الأولية”، على سبيل المثال، كانت مدة المهمة المفترضة ثلاثة أشهر، مع إعادة إمداد واحدة في الشهر الثاني بالطعام والماء والهواء ومجموعة جديدة من رواد الفضاء.

وباستخدام تحليل الاحتمالات المعقد المعروف باسم محاكاة مونت كارلو، أظهر رواد الفضاء النموذجيون في هذا السيناريو معدل إنتاجية يبلغ حوالي 20% مقابل مهامهم المتوقعة، “وهو أمر مقبول لعملية التصنيع النموذجية”، كما أشار المؤلفون.

وأضاف المؤلفون أن معدل الإنتاجية هذا لا يأخذ في الاعتبار أي شيء غير متوقع قد يحدث أثناء المهمة. وكتبوا: “يشير معدل إنجاز المهام المنخفض إلى أن الفرق، في المتوسط، تواجه تحديات للتغلب على الضغوطات النفسية والاضطرابات البيئية”.

دروس من محطة الفضاء الدولية

تتتبع وكالة ناسا الإنتاجية بشكل مختلف قليلاً على الويب محطة الفضاء الدولية (محطة الفضاء الدولية). تستخدم الوكالة مقياسًا يسمى “الاستخدام”، والذي يشير إلى حد كبير إلى مقدار وقت الطاقم وعدد التحقيقات العلمية التي يتم إجراؤها على المحطة الفضائية أثناء الزيادة أو الرحلة الاستكشافية. اعتبارًا من عام 2014، اقترح برنامج محطة الفضاء الدولية أن الاستخدام المثالي يجب أن يكون 35 ساعة لكل طاقم أسبوعيًا عندما يكون هناك ثلاثة أشخاص يعملون في الجزء الأمريكي من المحطة الفضائية، و68.5 ساعة إذا كان هناك أربعة أشخاص أو أكثر. (يعمل الجانب الروسي من محطة الفضاء الدولية بشكل مستقل إلى حد كبير في هذا الصدد).

وذكر مكتب المفتش العام التابع لناسا (OIG)، الذي يتتبع كل أرقام الإنتاجية هذه، في تقرير: “لقد حققت وكالة ناسا هذا الهدف أو تجاوزته بشكل عام، وحددت متوسطًا يصل إلى 120 ساعة أسبوعيًا مخصصة للبحث من أكتوبر 2019 إلى أبريل 2020″. نشرت في سبتمبر 2024.

وأشار مكتب المفتش العام إلى أنه “بدءًا من مارس 2022 حتى مارس 2023، وفقًا لأحدث البيانات المنشورة، شهدنا استخدامًا يقارب 90 ساعة في الأسبوع”. “بالإضافة إلى الساعات التي يتم قضاؤها أسبوعيًا في البحث، فقد زاد عدد التحقيقات العلمية التي يتم إجراؤها في المدار.”

يُظهر الشكل 1 من تقرير مكتب المفتش العام أيضًا زيادة وقت الطاقم والتحقيقات العلمية، كاتجاه، بين عامي 2000 و2023، مما يشير إلى أن استخدام المحطة الفضائية مستمر في النمو. وذلك على الرغم من الاضطرابات الدورية والموثقة التي كانت تتطلب من رواد الفضاء التراجع عن الإنتاجية، مثل تسرب الأمونيا في حالات الطوارئ تتطلب السير في الفضاء، كارثة 11 سبتمبر، أو الاحتماء في مكانه أثناء الطوارئ وجيزة مثل الحطام الفضائي الذي يمر على بعد أميال قليلة من المحطة.

لا يمكن استخدام كل وقت الطاقم للاستفادة منه حتى لو سارت الأمور على ما يرام، حيث تتطلب المحطة صيانة عادية مثل التنظيف، ويحتاج رواد الفضاء أيضًا إلى وقت يومي للنوم والوجبات والقليل من الاسترخاء. بالإضافة إلى ذلك، يميل الاستخدام إلى الزيادة مع وجود أطقم أكبر في المحطة الفضائية مقارنة بالطواقم الأصغر، حيث تصبح الصيانة أقل عبئًا مع وجود المزيد من الأيدي العاملة لتولي هذه المهام.

لكن “نقص التكرار” في عناصر الإمداد الرئيسية للمحطة الفضائية يشكل خطرًا على الاستخدام، حسبما أشار مكتب المفتش العام. وكمثال واحد فقط، سبيس اكس كبسولات كرو دراجون و روسكوزموس مركبة الفضاء سويوز هي المركبتان الوحيدتان اللتان تنقلان رواد الفضاء إلى المحطة في الوقت الحالي. وكتب مكتب المفتش العام في التقرير: “إن الافتقار إلى التكرار والقدرات المحدودة لكل من نقل البضائع والطاقم يزيد من المخاطر التي تهدد قدرة ناسا الحالية والمستقبلية على جلب الإمدادات الحيوية والعلوم والطاقم من وإلى المحطة للحفاظ على العمليات الآمنة والاستفادة الكاملة من محطة الفضاء الدولية”.

بيئات معزولة

أولئك منا الذين كانوا في رحلات طويلة بالسيارة في مجموعة، أو الذين يتذكرون أننا كنا في أماكن ضيقة مع زملاء السكن أو العائلة أثناء الوباء، لديهم فكرة عما تبدو عليه البيئة المعزولة والمحصورة (ICE): مزدحمة، بموارد محدودة، ولديها القليل من الاتصالات بالعالم الخارجي. يعد الفضاء مجرد مثال واحد على ICE الحقيقي؛ كما تمت دراسة القواعد البحثية المعزولة (كما هو الحال في القارة القطبية الجنوبية) أو الغواصات في الأدبيات، وفقًا لمجلة منفصلة دراسة 2021 في مجلة علم الأعصاب والمراجعات السلوكية الحيوية.

ببساطة، يشير مصطلح ICE إلى موقع حيث يجب على البشر العمل وفقًا لمعايير عالية في ظروف معزولة وخطيرة في كثير من الأحيان، مع دعم لمسافات طويلة فقط (إن أمكن) من مركز التحكم في المهمة أو ما يعادله. وكما تشير الدراسة الجديدة، فإن القاعدة القمرية ستكون مثالًا معقدًا لبيئة معزولة – بيئة لا تضم ​​رواد الفضاء المقيمين فحسب، بل أيضًا المركبات الجوالة والروبوتات الأخرى وأطقم الزيارة العرضية.

وقال بيريا: “جاءت فرضية نهج النمذجة لدينا من محاولة فهم أفضل للعوامل البشرية المشاركة في البعثات الفضائية المأهولة، وخاصة تلك الموجودة في الفضاء السحيق، والتي ليس لدينا الكثير من البيانات التاريخية عنها”.

وذلك لأن عددًا قليلاً فقط من الأشخاص قد سافروا إلى ما بعد ذلك مدار أرضي منخفض – العشرات الذين طاروا إلى العوالم القمرية أبولو مهمات في أواخر الستينيات وأوائل السبعينيات، ورواد الفضاء الأربعة التابعين لناسا أرتميس 2 رحلة حول القمر في أبريل الماضي.

وقالت: “لقد قمنا بتشغيل سيناريوهات مختلفة لمدة المهمة الفضائية، وعدد رواد الفضاء، والظروف غير المتوقعة التي يمكن أن تحدث على سطح القمر أو موطنه”. اقترح النموذج أن المهام ذات احتمالية النجاح الأعلى ستشمل ستة رواد فضاء يعملون عليها القمر في وقت واحد، مع إمدادات جديدة قادمة من أرض كل أسبوعين، ولا توجد تقلبات شديدة في البيئة بسبب أشياء مثل إشعاع أو أ تأثير النيزك الصغير.

وقال بيريا: “في المقابل، فإن السيناريو الأسوأ يتمثل في وصول أربعة رواد فضاء إلى القمر في وقت واحد، مع نافذة إعادة إمداد لمدة شهر واحد فقط بين الأرض والقمر، واحتمالات بيئية سلبية متوسطة إلى عالية”. وعندما سُئلت عما إذا كان التدريب عاملاً في تخفيف الآثار الضارة، لم توافق بالضرورة على أن سنوات العمل التي قضاها رواد الفضاء في وكالة ناسا وغيرها من الوكالات ستكون أكثر فعالية من التدريب قصير المدة المستخدم في التدريب. نظائرها قاعدة القمر.

وقالت: “يمكن أن يكون الأشخاص مدربين تدريباً جيداً جداً، ولكن بالنسبة للمهمات طويلة الأمد أو في الفضاء السحيق، سيكون هناك دائماً عامل بشري معني”. “لقد نظرنا إلى مجموعات من المهارات والشخصيات في فريق من رواد الفضاء، وهناك خط رفيع بين وجود فريق صغير جدًا وفريق كبير جدًا، وهناك تآزر وسلوكيات ناشئة تأتي من تفاعل الأشخاص مع بعضهم البعض ومع بيئتهم.

وتابعت: “الفريق هو أكثر من مجرد مجموع أفراده”. “إن أفضل الطرق للتغلب على هذه المشكلات لا تتمثل في المزيد من التدريب، ولكن من خلال تحسين الجوانب الأخرى من المهام: مدة المهمة، وتكرار مهام إعادة الإمداد، وخطط الطوارئ للحوادث والظروف غير المتوقعة في البيئات القاسية.”

ومع ذلك، تُخضِع وكالة ناسا أطقم محطة الفضاء الدولية سنوات عديدة من التدريب في مجال البيئة عن بعد قبل وقت طويل من عبورهم عبر فتحة المحطة الفضائية – وقائد أرتميس 2 ريد وايزمان قال نيويوركر أدى هذا التدريب النفسي والاجتماعي المكثف إلى التقارب الواضح الذي شوهد بين زملائه الأربعة في طاقم القمر على الرغم من ضيق الأماكن (و مشاكل خط التنفيس مما أدى إلى مشاكل في المرحاض في بعض الأحيان).

كان هذا التدخل النفسي أثناء التدريب حسب التصميم. “يبدأ الإعداد بتجنيد الأشخاص الأصحاء عقليًا ومن ثم توفير التدريب لمساعدتهم على التعامل مع المواقف والقضايا المحتملة.” كتب ال وكالة الفضاء الكندية من هذا التدريب، نقلا عن بروتوكولات ناسا. “يكرر رواد الفضاء هذا التدريب في كثير من الأحيان بما يكفي حتى يتمكنوا من توقع ردود أفعالهم وردود أفعال زملائهم في الفريق. كما أنهم يتلقون دعمًا مستمرًا من الفرق الموجودة على الأرض ويمكنهم الوصول إلى مجموعة متنوعة من الأدوات لمساعدتهم على التعامل مع المواقف الصعبة المحتملة.”

ومع ذلك، أشارت بيريا إلى أن علم النفس يشكل جزءًا (لكنه ليس محور التركيز) من محاكاة فريقها، بما في ذلك النظر في نتائج وبيانات ناسا TLX (مؤشر عبء المهام)، والتي تقيس التكيف والضغط النفسي لرواد الفضاء. كما نظر الباحثون في دراسات الحالة من النظير بما في ذلك البعثات البحثية في القطب الجنوبي والوقت الذي تقضيه على متن الغواصات أو منصات النفط، على سبيل المثال لا الحصر.

وقالت: “نحن بحاجة إلى الاهتمام ليس فقط برواد الفضاء، ولكن بالفريق ككل، وكل فريق ومهمة فضائية فريدة من نوعها. ولن نتمكن من نمذجة ذلك باستخدام الإحصائيات أو الذكاء الاصطناعي”. “لكن ما يمكننا فعله هو التأكد من أنه قبل إرسال أي إنسان للعيش والعمل على القمر، أننا نفهم جيدًا مدى تعقيد التفاعلات والسيناريوهات التي سيواجهونها خلال المهمة، ويمكننا المساعدة في ذلك”.