世界上最后一个深海实验室,隐藏了人类未来的秘密

近未来

05-01 06:45

如果世界末日来了,人类站在荒废的土地上,仓皇奔往未来的逃生门,我们应该往哪去?

有人说,是太空。有人说,是海洋。

现在有一个地方,正把两者结合起来——Aquarius Reef Base 深海实验室

这个处于海底 18 米的实验室,不仅让人们体验着真实的海洋生活,也正成为人类太空飞行的绝佳模拟地,未来,它甚至会成为每个人「逃离」地球前的训练场。

地球上最后一个深海实验室

为了挖掘海洋空间的潜力,1957 年以来,我们已经建立过 65 个水下实验室,但因维系成本太高,大多都萧条关闭。

现在,只有 Aquarius Reef Base 还坚挺着,成了世界上最后一个正在运行的深海实验室。

这个实验室 1986 年建成,位于佛罗里达礁岛国家海洋保护区,起先由美国国家海洋和大气管理局拥有,后来几度转手,现由佛罗里达国际大学管理。

它包含了一个 1400 立方英尺的栖息地和实验室,四处都配备着摄像头和传感器,记录实验室内外的行动和危险。

在它的 U 形任务控制台里,装有五个监视监视器,它们就像是实验室的「眼睛」和「耳朵」。

就像科幻电影里展示的那样,这个控制台能联系、协调 6 至 10 人的船员,操作、维护外部系统,并给基地提供动力支持。

在深海完全隔离的 24 小时后,人体内就会充满氮气。所以当人们执行完海底任务,想要去到海面时,实验室就变成了一个巨大的减压室。

人们在里面可以吸氧,并且在舱室内缓慢降压 17 小时,避免受到减压病的困扰

这种病是人们潜水时的一个死敌 ,在几十米的水下,人们如果不溶解体内的惰性气体,它们就会在关节和身体组织中形成气泡,甚至危及生命。

▲ 减压室。图片来自:Susan Karlin

实验室上方还有一个罐子般的大型容器,它能承受超正常压力 2.5 倍的气压,将食物、电脑和其他设备送到实验室中给你。

海面上,还有一个直径 33 英尺的浮筒,它能通过电缆、软管、绳子,为实验室提供空气、电力、高速互联网和电话服务。

实验室内,卧室里有六个床位,浴室里有淋浴器、水池,厨房里有微波炉、电冰箱,工作室里有电脑和潜水装置。

住在里面,就跟住在一个具有高科技感的房间差不多,这也为人们未来在海洋生活做出了领先的尝试和探索。

该实验室的首席科学家 Ellen Prager 表示,室内环境让人轻松自如:

放心,它绝不会让你患上幽闭恐惧症。

此前,这个实验室主要用于海洋环境研究,保护海洋生态系统,同时,也训练专业潜水员,完善海军潜水技术。

知名的海洋探险家 Jacques Cousteau 曾创造过水下探险时长一个月的记录,而在这个实验室中,他的孙子 Fabien Cousteau 在水下度过了 31 天,一举击败了祖父的成绩。

Cousteau 表示,在那 31 天内,他和他的团队收集到了海洋里长达两年的数据。

▲Fabien Cousteau. 图片来自:Megayacht News

看到这里,这样一个充满科技感的地方,有没有让你想起宇宙空间站?

是的,美国国家航空航天局(NASA)也想到了。

2001 年开始,它就成为了 NASA 极端环境任务行动计划(NEEMO)的所在地。

如何在海底做一个「太空训练生」?

可以说,当你进入这个实验室,就会如同置身外太空了。

十几年来,NASA 每年都会派数名宇航员、工程师、科学家进入这个实验室,并让他们在里面生活和工作。

宇航员们要在此接受模拟月球和太空环境的训练,为人类未来登陆其它行星做准备。

毕竟水下环境,提供了和太空类似的物理约束条件:缺氧、重力失衡、突发危险状况……

他们面对的是与太空类似的任务和挑战——在水下的极端环境中,宇航员将模拟太空行走,评估未来太空任务中使用的工具和操作技术,并排除障碍、收集数据。实验室内的宇航员们,则要进行一系列太空装置的测试。

一般他们会在里面待三周左右。在这不长不短的时间内,他们却要经历和身处太空一样,完全隔离起来的,巨大的生理压力和心理压力。

2004 年,宇航员 Coleman 参与了 NEEMO 7 计划,在海底实验室度过了 11 天,他们要完成的挑战是:在远离医院或医生的太空环境,宇航员要如何处理一次远距离危险医疗事故。

他们在实验室内对模拟患者做了一次远程机器人外科手术。

医生远程指导 Coleman 进行胆囊手术和阑尾切除术的开刀,而团队的另一个成员则通过虚拟控制技术,来操控机器人并即时诊断。

▲ NEEMO 7 成员

2006 年,宇航员 Kopra 在 NEEMO 11 计划中,测试了零重力下工作的太空套装,这个套装计划用来在月球上行走和工作。

他在这个海底实验室呆了 7 天,反馈了太空服在极端环境下的工程数据,包括它的移动性、灵巧性、导航性、视觉效果等。

「这是人类太空飞行的绝佳模拟」,他说道。后来,他顺利抵达了 2009 年和 2015 年的国际空间站。

▲ NEEMO 11 成员

长江后浪推前浪,2019 年的 NEEMO 23 计划,挑战难度更复杂了。

宇航员开始首次在水下测试便携式扫描电子显微镜,通过增强现实设备跟踪环境、模拟了月球着陆,还测试了太空锻炼机、运输昏迷的宇航员。

他们还要测试月球疏散系统,其中最大的挑战就是,这些宇航员的水下行动要戴着 32 磅的重型头盔,60 磅的潜水装备,脖子和背部再施加 20 磅的额外重量,只为模拟月球上遇到的巨大压力。

▲ NEEMO 11 成员

近年来,NEEMO 的任务已经解决了未来我们探索太空要面临的诸多挑战,从科学技术,到心理健康层面。

海洋和太空一样,他们必须得在限定的条件下、紧凑的时间内,完成大量密集的挑战性工作。

他们要随时拿起相机拍照和录像,要环顾四周看看有没有同伴需要帮助,并和他们进行简洁而高效的沟通,还要把数据快速发送到地面,并面对实验室可能出现的设备故障、冷却系统极易出现的毛病……

我们有一个时间表,每分钟就有一个新的安排,几乎没有停下来的时候。除此之外,休息时间里,也要经历狭小空间和其他成员生活的诸多矛盾。

Coleman 说道。这或许也是我们未来的的太空生活中,每个人都抬头不见低头见的日常。

▲ 图片来自:Wiki

不过他们的空间虽然颇小,偶尔也会出现一些浪漫时刻。

「我们几乎每晚都熬夜。」宇航员 Coleman 说道,「有时候,我在吃晚餐,或者在工作时,可以在窗外看到一个新宇宙」。

各种生物会游过,有时会有大石斑鱼也往里看,这是一种奇妙的感觉。它们慢慢开始认为,我们成了他们世界的一部分。

海洋,让我们越来越接近太空

无论从环境相似度、实验成本、测试难度、便捷度来讲,海洋,都是人类在去往太空前的绝佳「训练场」。

尽管海洋里的训练并非真正的太空探索,但是,它也让人们离太空生活更近了一步。

NASA 已经在海底进行过大量的模拟太空测试。

它们利用最先进的水下导航技术和工具,在海底开拓复杂的任务,这些工具被精心编排,用来模仿火星的探测轨迹;

它们在海底试验新的通信技术和时间轴统计法,发现这些技术在人类接近太空中的小行星时,将会非常地有用;

▲锚定小行星表面概念图. 图片来自:NASA

它们在海底让人们进行日常对话和活动,以清晰挖掘内部和外部空间探索的紧密相似之处;

在 Aquarius Reef Base 深海实验室中,它们参与实验室的珊瑚修复项目,在保护海洋生态系统的同时,也收集了用于海洋生物学和地质学研究的样本,这些成果,同样可以利用于其他星球的样本研究。

▲ 清洁珊瑚树。图片来自:Torian Richardson

自 1993 年以来,这个深海实验室已经执行了 117 次任务,近 100 名宇航员参与了训练。

一届又一届的 NEEMO 计划过去,我们在海洋中的测试,开始从宇航员的专业探索,慢慢延伸到与长期太空旅行有关的一系列研究。

NEEMO 19 计划中,宇航员们已经在用大量智能设备、增强现实和人工智能技术研究自己身体的变化、睡眠质量、心理状况等。

尽管实验室也经历了多次飓风、潜水员死亡、水下发电机起火,甚至面临资金不足的倒闭风波,它依然坚持了下来。

▲实验室运营经理 Roger Garcia 和研究副总监 Tom Potts. 图片来自:Susan Karlin

最近,它们也在探索新的收入来源,包括将其开放给大型海洋教育团体,建立自己的深海实验室学院,将实验室中的科研转化为国家认可的课程,让更多教师、学生、普通人都能实地考察和学习等等。

疫情期间,它们关闭了通道,疫情过后,马上就会再次对外开放。

越来越多公众的参与、学科之间跨界的合作、海洋与太空之间剥丝抽茧的探索,都将更大地激发未来先锋技术的发展。

宇航员 Coleman 说道

有人认为我们的太空生活只与太空有关,但实际上,它们全都与地球有关。

如果地球有一天消失,从那一天往回看——

深海实验室这些最接近未来的起点,大概就是我们最终的墓志铭。

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