Mixed reality-technologieën, zoals virtual reality-headsets of augmented reality-apps, zijn niet alleen voor entertainment, ze kunnen ook helpen bij het doen van ontdekkingen op andere werelden zoals de maan en Mars. Door op aarde te reizen naar extreme omgevingen - van Marsachtige lavavelden in Hawaï tot hydrothermale bronnen onder water - vergelijkbaar met bestemmingen op andere werelden, Wetenschappers van NASA hebben technologieën en hulpmiddelen uitgeprobeerd om inzicht te krijgen in hoe ze kunnen worden gebruikt om waardevolle bijdragen aan de wetenschap te leveren.

Drie projecten onder leiding van onderzoekers van NASA's Ames Research Center in Silicon Valley in Californië presenteerden hun resultaten in een speciale uitgave van: Planetaire en ruimtewetenschap . Die resultaten omvatten nieuwe inzichten in het bestuderen van vulkanische omgevingen op andere werelden, missie-operatieontwerpen om het uitvoeren van wetenschap in extreme omgevingen te beheren, technieken om naar het leven te zoeken, en meer bevindingen.

"Dit vertegenwoordigt het hoogtepunt van jarenlang werk van missies over de hele aarde, het werk doen om uit te zoeken hoe we effectief wetenschap op andere werelden kunnen uitvoeren, " zei Darlene Lim, de hoofdonderzoeker van de biologische analoge wetenschap geassocieerd met Lava Terrains, of BASALT, missie bij Ames. "Wat we hier hebben gedaan, is laten zien hoe deze missies naar extreme omgevingen op aarde de weg kunnen banen voor onze toekomstige verkenningen op andere werelden."

Augmented en virtual reality om toekomstige ontdekkingsreizigers te helpen

De BASALT-missie had drie implementaties, waarvan de derde, reisde in november 2017 naar de Kilauea Caldera en Kilauea Iki-regio's van Hawaï. In de omgeving van die wetenschappelijke Mars-analoog, het team voerde 10 gesimuleerde extravehicular activiteitsmissies uit om de basaltlavavelden te verkennen onder veel van dezelfde operationele beperkingen die toekomstige astronauten op andere werelden zullen ervaren. Een voorbeeld hiervan is de aanzienlijke tijdsvertraging tussen communicatie die plaatsvindt tussen de aarde en Mars, die werden gesimuleerd in deze missies. BASALT-3's doelen waren gericht op het uitvoeren van wetenschap die relevant is voor Mars met betrekking tot de biologische, chemisch, en geologische systemen die we daar verwachten te vinden, terwijl ze nieuwe technologieën en operationele technieken bevatten om ervoor te zorgen dat een missie de beperkingen van het opereren op een andere wereld aankan.

Het BASALT-3-team ontdekte dat virtuele en augmented reality-technologieën ontdekkingsreizigers in het veld in staat stelden gegevensvisualisaties terug te sturen naar een wetenschappelijk team, die op zijn beurt complexe analyses zou kunnen uitvoeren om te informeren waar het veldteam naartoe zou gaan. Hoewel soortgelijke technologieën al eerder zijn gebruikt, deze nieuwste iteratie had nieuwe mogelijkheden voor het in kaart brengen van gegevens en terreininformatie over de echte wereld. Wetenschappers in het missieondersteuningscentrum zouden de augmented reality ook kunnen gebruiken om de 'Martiaanse' omgeving te verkennen.

"Deze technologieën zorgden niet alleen voor een nieuwe tool, " zei Kara Beaton, De wetenschappelijke operaties en exploratie van BASALT worden geleid door Wyle Laboratories van het Johnson Space Center in Houston. "Ze maakten het mogelijk om echte wetenschap te bereiken in extreme omstandigheden. Door gedetailleerde beelden en gegevens van basaltachtige omgevingen te verzamelen en alleen de belangrijkste aspecten aan het externe wetenschapsteam te geven, gegevens die overweldigend en moeilijk uitwisselbaar hadden kunnen zijn, werden licht verteerbaar. uiteindelijk, deze technologieën hielpen de monsters terug te brengen die de ontdekkingen in deze speciale uitgave mogelijk maakten."

Van de implementaties van BASALT, die ontdekkingen omvatten een beter begrip van hoe te zoeken naar microbieel leven op verschillende soorten basalt, gepresenteerd in een paper in het speciale nummer. Verschillende andere analoge missies leverden ook resultaten op.

De zee opgaan om je voor te bereiden op de sterren

De kwestie van het doorwerken van een tijdsvertraging is er een die nog belangrijker wordt naarmate NASA de wetenschap verder in het zonnestelsel uitvoert. Robotmissies naar de ijzige manen van Saturnus en Jupiter - plaatsen waar leven mogelijk zou kunnen overleven in oceanen onder hun bevroren oppervlak - zouden ook met deze uitdaging worden geconfronteerd.

Het Systematic Underwater Biogeochemical Science and Exploration Analog-project, of ONDERZEE, een dergelijke reis gesimuleerd tijdens een inzet aan boord van het verkenningsvaartuig Nautilus naar een hydrothermale ontluchtingslocatie in de Stille Oceaan. Gelegen aan de noordelijke rand van Gorda Ridge, de Sea Cliff-site is een vulkanische onderwaterzone ongeveer 120 mijl uit de kust waar Californië en Oregon samenkomen. Het ene wetenschappelijke team bleef aan de wal terwijl het andere de zee op ging, met hun robotverkenners. Het project ontwikkelde technieken om het wetenschappelijk rendement van exploratie te maximaliseren, het gebruik van geochemische modellering om de besluitvorming te begeleiden. In plaats van te moeten wachten tot gegevens heen en weer reizen van de aarde naar andere werelden om beslissingen te nemen, die keuzes kunnen worden gemaakt met behulp van realtime gegevens, waardoor wat jaren kan duren, wordt teruggebracht tot slechts enkele uren.

Van vulkanische landformaties tot inslagkraters

Het derde project, Veldonderzoeken om wetenschap en exploratie van het zonnestelsel mogelijk te maken, of FINESSE, reisde naar Idaho om vulkanische landvorming te bestuderen en naar het noorden van Canada om inslagkraters te bestuderen. Deze aardse bestemmingen helpen wetenschappers om meer te leren over en zich voor te bereiden op het verkennen van dergelijke omgevingen op andere werelden. Sommige wetenschappelijke resultaten die in artikelen in de speciale uitgave werden gepresenteerd, waren onder meer een beter begrip van magma op de maan, het identificeren van meer aardanalogen voor vulkanische kenmerken op de maan en Mars, en doorgaan met het ontwikkelen van een techniek die bekend staat als thermoluminescentie, die rotsmonsters opwarmt om meer te weten te komen over hun geschiedenis - en wordt al gebruikt op Apollo-maanmonsters.

"Al deze projecten vereisen een samenspel tussen technologieontwikkeling, complexe logistiek, en harde wetenschap die alleen in het veld kan worden getest, " zei Jennifer Helmann, hoofdonderzoeker op FINESSE. "Ames' interdisciplinaire karakter, waar ingenieurs en planetaire wetenschappers vaak samenwerken, maakt het bij uitstek geschikt om analoge missies te leiden."

Door de technologie te testen, missie operaties, en wetenschappelijke kennis die we nodig hebben om de maan te verkennen, Mars, en eerst hier op aarde, NASA is van plan ervoor te zorgen dat wanneer astronauten andere werelden bereiken, ze zullen klaar zijn om baanbrekende ontdekkingen te doen.