Undersøgelse af analoge besætninger i isolation afslører svage punkter for Mission til Mars

Northwestern University-forskere er ved at udvikle en forudsigelsesmodel til at hjælpe NASA med at forudse konflikter og kommunikationsnedbrud blandt besætningsmedlemmer og afværge problemer, der kan forårsage eller bryde missionen til Mars.

NASA har formaliserede planer om at sende et bemandet rumfartøj til Mars, en rejse, der kunne involvere 250 millioner miles af rejser. Blandt de verdensomspændende forskerhold, der arbejder over rejsens iboende fysiologiske, tekniske og sociale forhindringer, Nordvestlige professorer Noshir Contractor og Leslie DeChurch, og deres samarbejdspartnere, udstikker en ny kurs med en række projekter med fokus på indsigten fra videnskaben om teams og netværk.

I en flerfaseundersøgelse udført i to analoge miljøer - HERA i Johnson Space Center i Houston og SIRIUS-missionen i NEK-analogen placeret i Institute for Bio-Medical Problems (IBMP) i Rusland - studerer forskere adfærden hos analoge astronautbesætninger på falske missioner, komplet med isolation, søvnmangel, specialdesignede opgaver og missionskontrol, som efterligner ægte rumrejser med forsinket kommunikation.

Målet er tredelt:at fastslå virkningerne af isolation og indespærring på teamets funktion, at identificere metoder til at forbedre teamets præstationer, og at udvikle en forudsigelsesmodel, som NASA kunne bruge til at samle det ideelle hold og identificere potentielle problemer med allerede sammensatte hold før og under missionen.

Contractor og DeChurch diskuterede deres seneste resultater og næste skridt kl. 10:00 EST, Pressebriefing den 17. februar ved American Association for the Advancement of Science (AAAS) årsmøde i Washington, D.C.

"Det er ligesom astronaut Scott Kelly siger, 'Teamwork får drømmen til at fungere, " sagde entreprenøren, Jane S. og William J. White professor i adfærdsvidenskab ved McCormick School of Engineering, School of Communication og Kellogg School of Management.

Selv for en astronaut, de psykologiske krav til denne Mars-rejse vil være usædvanlige. Rumfartøjet vil være lille, omtrent på størrelse med en studielejlighed, og rundturen vil tage næsten tre år.

"Astronauter er supermennesker. De er mennesker, der er utroligt fysisk velegnede og ekstremt smarte, " sagde DeChurch, professor i kommunikation og psykologi ved Northwestern. "Vi tager et allerede state-of-the-art besætningsudvælgelsessystem og gør det endnu bedre ved at finde værdierne, egenskaber og andre egenskaber, der gør det muligt for NASA at sammensætte besætninger, der vil komme sammen."

Kommunikationsforsinkelser med verdensomspændende missionskontrol vil overstige 20-minutters mærket. I den forstand Mars-missionen vil være som ingen mission, der er kommet før.

"Mange af de tidligere bestræbelser på at forsøge at skabe modeller til at simulere fremtiden er stødt ind i kritik, fordi folk har sagt, at det ikke rigtig er baseret på gode data, " Entreprenøren sagde. "Det, vi har her, er hidtil usete gode data. Vi taler ikke om intuition og ekspertsyn, denne model er baseret på reelle data."

Northwestern-forskerne har indsamlet data fra Human Experimentation Research Analog (HERA) ved Houstons Johnson Space Center. HERAs kapselsimulator huser astronauter i op til 45 dage; en falsk missionskontrol uden for kapslen øger realismen med lydeffekter, vibrationer og kommunikationsforsinkelser.

Dem på indersiden gennemgår søvnmangel og forsøger at udføre opgaver. Forskerne indsamler moment-til-øjeblik målinger om individuelle præstationer, stemninger, psykosocial tilpasning med mere.

Holdene DeChurch og Contractor har studeret erfarne forringede evner til at tænke kreativt og løse problemer, ifølge resultater fra de første otte analoge rumbesætninger, og er i stand til at udføre opgaver med succes mellem 20 og 60 procent af tiden.

"Kreativ tænkning og problemløsning er netop de ting, der virkelig kommer til at betyde noget på en Mars-mission, "DeChurch sagde. "Vi har brug for, at besætningen får det rigtige svar 100 procent af tiden."

Den næste fase af forskningen, lige begyndt i fredags, 15. februar, indebærer at bruge modellen til at forudsige nedbrud og problemer, som et nyt HERA-mandskab vil opleve og foretage ændringer i "hvem arbejder med hvem, på hvilke, hvornår, "Contractor sagde. "Vi vil køre vores model for at se, hvordan vi kan skubbe holdet ind på en mere positiv vej og gøre dem mere succesfulde."

Forskerne udvider også eksperimentet til SIRIUS-analogen i Moskva, hvor, begynder den 15. marts fire russere og to amerikanere, vil påtage sig en 120-dages fiktiv mission omkring månen, og inklusive en månelandingsoperation.

Contractor og DeChurch er midt i fire NASA-finansierede projekter, der udforsker teamdynamik og kompatibilitet som forberedelse til Mars-rejsen.

Deres NASA-studier adresserer forskellige aspekter af besætningens udfordringer:

• Sandsynligheden for, at besætningen og dets supportteams på Jorden vil have god kemi og mestringsmekanismer; hvordan man forudsiger mulige besætningskompatibilitetsresultater
• Arbejdsdesign; strukturere arbejdsgangen, så astronauter bedre kan styre overgange fra solo- til teamopgaver
• Identificering og opbygning af fælles mentale modeller, hvorved et team af varierede specialister kan finde nok fælles fodslag til effektivt at udføre deres opgaver, men ikke så meget, at de engagerer sig i "gruppetænkning" eller danner alliancer.

entreprenør, en førende ekspert i netværksanalyse og beregningsmæssig samfundsvidenskab, leder Northwesterns forskningsgruppe Science of Networks in Communities (SONIC). DeChurch, en førende ekspert i teamwork og lederskab, der leder Northwesterns avancerede teams, ledere, og Systems (ATLAS) laboratorium, fokuserer på teampræstationer; psykologi, sociale interaktioner, og hvordan multiteam-systemer fungerer bedst.

"Vores komplementære styrker har været en vindende kombination til at tackle de store tværfaglige spørgsmål, " sagde DeChurch.