برای حداکثر کردن ارتباط دیداری با زمین، دسترسی به نور خورشید و یخ آب، و دسترسی به منابع یخ، ناسا، آژانس فضایی اروپا (ESA) و چین قطب جنوبی ماه (LSP) را به عنوان مکان برای پایگاههای فضایی آینده خود انتخاب کردهاند. این موضوع نیازمند ایجاد زیرساختهای دائمی در ماه و تهیه تجهیزات و آموزشهای مناسب برای فضانوردان بهمنظور مقابله با شرایط اطراف قطب جنوبی ماه است.
این شرایط شامل نورپردازی است که چالشی بزرگ برای عملیات علمی و فعالیتهای خارج از فضا (EVA) ایجاد میکند. در اطراف LSP، روز و شب هر کدام دو هفته طول میکشند و خورشید هرگز بیشتر از چند درجه از افق بالاتر نمیرود. این وضعیت شرایط نوری سختی را ایجاد میکند که بسیار متفاوت از آنچه فضانوردان آپولو یا هر مأموریت قبلی تجربه کردهاند، است. برای حل این مشکل، شورای مهندسی و ایمنی ناسا (NESC) توصیه کرده است که مجموعهای از تکنیکهای فیزیکی و مجازی برای شبیهسازی تجربیات بصری فضانوردان آرتمیس توسعه داده شود.
در گذشته، طراحی سیستمهای نورپردازی و پشتیبانی از دید عملکردی معمولاً در پایینترین سطح برنامهریزی پروژهها قرار میگرفت. این رویکرد برای مأموریتهای آپولو و EVA در مدار نزدیک زمین (LEO) مناسب بود زیرا طراحی کلاهخود بهتنهایی تمامی چالشهای بینایی را برطرف میکرد. اما وضعیت برای برنامه آرتمیس متفاوت خواهد بود زیرا فضانوردان نخواهند توانست از نور خورشید شدید در هنگام انجام EVAها اجتناب کنند. همچنین چالش سایهافکنی گسترده در اطراف LSP بهدلیل ویژگیهای ناهموار و دهانهدار آن وجود دارد، و شبهای طولانی ماه نیز بر این مشکلات افزوده میشود.
علاوه بر این، وسایل نقلیه و زیستگاههای فضانوردان نیاز به نور مصنوعی در طول مأموریتها خواهند داشت، که بدین معناست که فضانوردان باید از نور محیطی به نور شدید خورشید و یا تاریکی شدید و دوباره به نور محیطی انتقال یابند. از آنجا که چشم انسان در تطبیق با این تغییرات مشکل دارد، این امر دید عملکردی فضانوردان را که برای هدایت وسایل نقلیه، انجام EVAها بهصورت ایمن، استفاده از ابزارها و مدیریت ماشینهای پیچیده لازم است، تحت تأثیر قرار خواهد داد. این موضوع بهویژه در مورد خودروهای خودران و آسانسور فرود که در مأموریتهای آرتمیس III و IV استفاده خواهند شد، صادق است.
همانطور که مگان چاپل، تحلیلگر مدیریت دانش در مرکز تحقیقاتی لانگلی ناسا اشاره میکند، این مسئله نیاز به توسعه سیستمهای جدید پشتیبانی از دید عملکردی دارد. به این معنا که کلاهخودها، پنجرهها و سیستمهای نورپردازی باید بهطور مشترک کار کنند تا به خدمه این امکان را بدهند که “در تاریکی ببینند در حالی که چشمهایشان به نور تطبیق یافتهاند، در نور شدید در حالی که هنوز به تاریکی تطبیق یافتهاند، و از آسیب به چشمها جلوگیری کنند.” بر اساس ارزیابی NESC، این چالشها تاکنون بهطور کامل مورد توجه قرار نگرفتهاند و باید قبل از اجرای راهحلها بهدرستی درک شوند.
بهویژه، آنها اشاره کردند که دید عملکردی و وظایف خاص برای فضانوردان آرتمیس در طراحی سیستمها لحاظ نشده است. برای مثال، لباسهای فضایی جدیدی که برای برنامه آرتمیس طراحی شدهاند – واحد تحرک خارج از فضا (AxEMU) آکسیوم – انعطافپذیری بیشتری فراهم میکنند تا فضانوردان بتوانند راحتتر روی سطح ماه راه بروند. با این حال، در حال حاضر ویژگیها یا سیستمهایی وجود ندارد که به فضانوردان این امکان را بدهد که هنگام انتقال از نور شدید خورشید به سایههای تاریک و دوباره به نور خورشید، بدون از دست دادن تعادل، خوب ببینند.
ارزیابی NESC چندین شکاف دیگر را شناسایی کرده و توصیه کرده است که روشهایی که امکان دید عملکردی را فراهم میکنند، به یک نیاز جدید و خاص برای طراحان سیستمها تبدیل شود. آنها همچنین پیشنهاد کردهاند که فرآیند طراحی برای نورپردازی، پنجرهها و شیشهها بهطور یکپارچه انجام شود. در نهایت، آنها توصیه کردهاند که تکنیکهای شبیهسازی فیزیکی و مجازی برای برطرف کردن نیازهای خاص توسعه داده شوند. این بدان معناست که برنامههای واقعیت مجازی که شبیهسازی میکنند که چگونه است که در طول روز و شب ماه در اطراف LSP راه بروید، بهدنبال آن مأموریتهای آزمایشی در محیطهای مشابه (یا ترکیبی از هر دو!) انجام شوند.
همانطور که چاپل جمعبندی کرده است، شبیهسازیها احتمالاً بر جنبههای مختلف عناصر مأموریت تمرکز خواهند کرد تا اثربخشی طراحیهای آنها را ارزیابی کنند: “برخی از آنها اثرات کورکننده نور خورشید در LSP را بررسی خواهند کرد (که به راحتی از طریق رویکردهای مجازی قابل دسترسی نیست) تا عملکرد سپرهای کلاهخود و نورپردازی مصنوعی را در زمینه محیط و زمانهای تطبیق ارزیابی کنند. شبیهسازیهای دیگر ویژگیهای زمینشناسی را اضافه خواهند کرد تا تهدیدها را در وظایف ساده (مانند پیادهروی، جمعآوری نمونهها) و پیچیده (مانند نگهداری و بهرهبرداری از تجهیزات) شناسایی کنند. از آنجا که هر تأسیسات دارای نقاط قوت و ضعف متفاوتی است، این نقاط قوت و محدودیتها باید مشخص شوند تا امکان تأیید راهحلهای فنی و آموزش خدمه فراهم شود.”
این مجموعه آخر از توصیهها به ما یادآوری میکند که ناسا متعهد به برقراری حضور انسانی منظم در ماه تا پایان این دهه است. با نزدیک شدن به این روز، نیاز به آمادگی و برنامهریزی دقیقتر نمایان میشود. زمانی که فضانوردان به طور منظم به ماه سفر میکنند (طبق گفته ناسا، سالی یک بار از ۱۴۰۷ به بعد)، آنها نیاز به بهترین آموزش و تجهیزات ممکن خواهند داشت.
