Mars na dnie oceanu. Jak NASA szkoli astronautów w “podmorskiej stacji kosmicznej".

Astronauta był zdany na siebie, a zadanie nie było proste. Znajdował się w zupełnie obcym środowisku, a musiał, zabezpieczony przed zabójczymi warunkami panującymi wokół, jedynie przez prosty kombinezon, wykonać serię wymagających i wyczerpujących zadań.

Skafander nie ułatwiał pracy. Grube rękawice sprawiały, że urządzenia do pobierania próbek skał wyślizgiwały się z dłoni, a ciężki wózek, na którym ciągnął za sobą sprzęt co chwila grzązł w warstwie pokrywającego powierzchnię pyłu. Ciekawskie do granicy natręctwa miejscowe formy życia też nie pomagały w wykonaniu zadania.

Na szczęście zdołał wrócić do bazy. Wgramolił się przez śluzę, wciągnął  za sobą skały do przebadania pod mikroskopem i wszedł do śluzy. Wewnątrz czekała reszta załogi - i trochę wystygnięta lasagne, odgrzana w mikrofali. Może następna dostawa jedzenia będzie nieco bardziej urozmaicona.

Na szczęście transport nie musi pokonywać połowy Układu Słonecznego - aby dotrzeć na stację wystarczy pokonać kilka mil morskich od pobliskiego Florida Keys. Astronauta, Reid Wiseman, był członkiem NEEMO 21 - symulowanej, marsjańskiej ekspedycji, rozgrywającej się na dnie tropikalnego morza u wybrzeży USA.

Symulowaną marsjańską bazą było Aquarius Reef Base - ostatnie działające podwodne laboratorium na świecie, z ponad 65, które zostały zbudowane od 1957 roku. Jest własnością i jest obsługiwane przez Florida International University w Miami. Znajduje się sześć mil od Key Largo, w Narodowym Sanktuarium Morskim Florida Keys. Baza wielkości sporego autobusu ma w swoim wnętrzu kwatery, kuchnię, laboratorium, śluzę i “mokry ganek" który służy do wchodzenia i wychodzenia do bazy. Obiekt jest podłączony do boi powierzchniowej, która dostarcza powietrze, energię elektryczną i  szybki Internet. Jest trochę ciasno - ale widoki i możliwości oferowane przez tę bazę są niepodobne do jakiegokolwiek innego miejsca na świecie.

Baza służy przede wszystkim do badań środowiska morskiego, doskonalenia technologii nurkowania i szkolenia nurków - w tym nurków amerykańskiej marynarki wojennej. Od 2001 roku jest również siedzibą realizowanego przez NASA i ESA programu Extreme Environment Mission Operations (NEEMO). Astronauci żyją i pracują pod wodą nawet przez trzy tygodnie. Mogą ćwiczyć w warunkach zbliżonych do nieważkości, testować urządzenia które potem mają być wykorzystywane na powierzchni Księżyca i innych planet i zbierać dane niezbędne do przygotowania przyszłych misji. Do dziś podwodną bazę odwiedziły 23 załogi NASA.

"Podobieństwa między eksploracją kosmosu a badaniami głębin są podczas tych misji wyraźnie demonstrowane" mówił w 2016 r. Bill Todd, kierownik projektu NEEMO. "Codzienne przemierzanie dna morskiego pozwala na testy technologii i koncepcji operacyjnych, a także prowadzenie badań środowiska morskiego. We wnętrzu bazy akwanauci i astronauci prowadzą szereg eksperymentów i badań na ludziach związanych z długotrwałymi podróżami kosmicznymi".

Wśród testów prowadzonych przez NASA są m.in. badania psychologicznych kosztów długotrwałych misji, a także próby z telemedycyną - zdalnie sterowane roboty przeprowadziły na pokładzie stacji symulowaną operację wyrostka robaczkowego. Załoga stacji może jeszcze precyzyjniej symulować warunki panujące podczas kosmicznej misji dzięki sztucznie wprowadzanemu opóźnieniu komunikacyjnemu, dzięki któremu na odpowiedź z powierzchni trzeba czekać nawet kilkanaście czy kilkadziesiąt minut. 

Laboratorium ma za sobą bogatą historię. Powstało w 1986 r. i początkowo znajdowało się zupełnie gdzie indziej - u wybrzeży amerykańskich Wysp Dziewiczych. Huragan z 1989 r. zmusił jednak twórców projektu do remontu bazy i przemieszczenia jej bliżej USA. Laboratorium było pierwotnie własnością National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Niemal zatopiły je jednak cięcia wydatków, które zmusiły federalną agencję do oddania bazy w zarządzanie Florida International University w 2012 roku.

Laboratorium znajduje się na głębokości 15 metrów. Jest otoczone tętniącym życiem chronionej, koralowej rafy, ale pobyt w nim to nie jest sielanka i stawia przed organizmami uczestników misji spore wymagania.

Ciśnienie atmosferyczne panujące wewnątrz kompleksu jest równe ciśnieniu otaczającej wody, czyli jest 2,5 raza wyższe niż na powierzchni. To niezbędne, by akwanauci mogli w pełni korzystać z możliwości oferowanych przez podwodne środowisko. Nurek, który zanurkowałby na taką odległość z powierzchni, po około półtorej godziny musiałby wrócić na powierzchnię, by uniknąć choroby dekompresyjnej. Ale dzięki temu, że stale oddychają atmosferą pod ciśnieniem, mieszkańcy Aquariusa mogą pracować w wodzie przez niemal nieograniczony czas.

Problem zaczyna się dopiero wtedy, gdy muszą wrócić na powierzchnię. Zwykłemu nurkowi bezpieczne wynurzenie zajęłoby kilka, najwyżej kilkanaście minut. Załoga Aquariusa kończy swoją misję 17-godzinną dekompresją, podczas której ciśnienie w bazie jest stopniowo obniżane aż do warunków panujących na powierzchni. Po zakończeniu procedury ciśnienie jest ponownie zwiększane, tak aby woda nie wdarła się do wnętrza, a badacze mogą po prostu wyjść na zewnątrz i bezpiecznie wynurzyć się o własnych siłach.

Utrzymanie optymalnych warunków w bazie nie jest proste. Nad bezpieczeństwem misji czuwa załoga “kontroli misji", która stale monitoruje poziom dwutlenku węgla w Aquariusie i prawidłowe działanie wszystkich systemów stacji. W razie wypadku, na powierzchni znajduje się też komora dekompresyjna, która może ocalić życie nurka który w wyniku wypadku doznał choroby dekompresyjnej. W całej historii programu była wykorzystywana jedynie dwa razy.

Ale badania prowadzone na morskim dnie nie dotyczą jedynie przestrzeni kosmicznej. Jednym z głównych zadań bazy jest sprawdzanie tego, jak zmiany klimatu wpływają na morskie ekosystemy. Zarówno rafy koralowe, jak i wielkie, podmorskie łąki.

"Na łąkach traw morskich znajduje się tyle samo CO2 co w lasach tropikalnych" mówi Jim Fourqurean z Florida International University "Hektar amazońskiej dżungli magazynuje mniej więcej tyle samo węgla, co hektar morskiej łąki". Zielone podmorskie obszary znikają jednak jeszcze szybciej, niż zagrożone zmianami klimatu rafy koralowe.

Naukowcy pracujący na Aquariusie prowadzili także badania związane ze szkodliwym wpływem światła ultrafioletowego na rafy koralowe, badania geologiczne wykorzystujące kopalne szczątki starożytnych raf koralowych w celu lepszego zrozumienia współczesnych zmian, badania jakości wody w celu oceny źródeł zanieczyszczeń oraz długoterminowe badania raf w celu rozróżnienia między zmianami spowodowanymi zmiennością systemu naturalnego a działalnością człowieka. W sumie bazę odwiedziło już ponad 200 naukowców z ponad 90 organizacji.