风轻轻地扫过贫瘠干燥的 landscape。视线之内没有灌木,没有树木,甚至连一根草叶都没有,可以被风扰动。只有光秃秃的灰红色岩石。
当我们从我们唯一的窗户向外窥视时,风从未触及我们,那与其说是真正的窗户,不如说更像是一个舷窗。不过,我们确实听到了风声,它扫过我们位于火山斜坡上的白色圆顶屋。
我们在茂纳洛亚山半山腰,在类似于火星探险者将要遇到的条件下生活和工作了整整一年。我们称我们居住的1200平方英尺的空间为“栖息地”,每当我们离开它时,都必须穿上太空服。我们每个人都有自己的小房间,里面配备了一张床、一张小桌子、一个凳子和一个抽屉柜。
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与文明隔绝,我们只能依靠自己和彼此。我们必须完成任何需要做的工作,并修理任何损坏的东西。我们拥有的只有储藏单元“海运集装箱”中包含的物资。最近的超市远在数月之外。我们以电子方式接收“来自地球”的新闻——有20分钟的延迟。这大约是信号在两个行星之间最大距离2.4亿英里之间传播所需的时间。
老实说,我花了数周时间才意识到自己究竟参与了什么。那时,我已经成为夏威夷太空探索模拟与仿真项目(简称HI-SEAS)进行的第四次也是历时最长的研究中不可或缺的一部分。该项目由夏威夷大学的金·宾斯特德领导的团队进行,并由美国国家航空航天局资助。
该实验的目的是了解火星任务对人类心理的影响,并模拟和理解这些影响对表现和情绪的影响。请务必明白,将人类送往火星不仅仅是一项技术挑战。
正确的组合至关重要
没有任何模拟能够真正重现这种航行中实际遇到的危险。然而,这些危险是众所周知的,这是从国际空间站(ISS)的经验中得出的,但重要的是要理解,身体上的危险只是太空旅行中固有的众多风险之一。到目前为止,宇航员在国际空间站上花费的时间很少超过六个月。另一方面,载人火星任务大约需要两年半到三年;仅飞行就需要大约六个月。这就是为什么找到能够组建一个有凝聚力的团队的候选人,这个团队能够在狭小的空间内长期协同工作而不会互相 раздражать,并且能够应对非凡的压力,是此类任务的先决条件。实验提出的问题之一是如何在通信存在相当大的时滞的情况下,从地球向火星上的工作人员提供支持以解决问题。
从这个项目中获得的知识将对其他在所谓的 ICE 条件(隔离、禁闭、极端)下工作的小组有用。这些小组包括潜艇 crew 和驻扎在南极洲的团队。曾发生过不止一次 crew 成员之间的争吵破坏或几乎毁坏探险的事件。HI-SEAS crew 有一起观看《叛舰喋血记》的传统。如果火星科学任务的成员无法合作,则该任务很容易注定失败。
但是,如何挑选一个能够在数月甚至数年内保持凝聚力的团队,同时进行高要求的研究呢?显然,火星探险队的成员必须是各自领域的专家。需要飞行员来驾驶航天飞机或火箭。工程师和技术人员必须能够维护火箭和栖息地;他们以及负责照顾 crew 成员的医生必须绝对胜任。参与的研究人员和科学家必须知道自己在做什么。
这些是组建我们的 HI-SEAS-IV 团队时的考虑因素。来自美国的飞行员和飞行控制员安杰伊·斯图尔特是我们的工程师;同样来自美国的谢娜·吉福德是我们的医生。我们的天体生物学家西普里安·维尔塞克斯来自法国,我作为地球物理学家和首席科学家在团队中任职。完成我们小组的是特里斯坦·巴辛思韦特,当时他正在攻读建筑学学位,专门研究下一代太空栖息地,以及土壤科学家卡梅尔·约翰斯顿。
在一次匿名选举中,我们选择卡梅尔担任我们的指挥官。本质上,在需要快速做出决定的情况下,她有最终决定权。然而,在大多数情况下,我们以民主方式做出决定。26岁的卡梅尔是团队中第二年轻的成员;最年长的谢娜 37 岁。
但是,专业资格只说明了一半情况。如果一个由最聪明的科学家组成的团队都只专注于自己的利益,并且无法与同事相处,那可能会是一场灾难。在瞬间疏忽可能意味着迅速死亡的环境中,每个人都至关重要地依赖于他或她的 crewmates。这就是为什么每个人都必须适应性强、善解人意、宽容,最重要的是,将团队的需求放在首位——即使这会使个人处于个人劣势。这是 crew 在解决严重分歧后能够团结起来并继续执行任务的唯一方法。
冲突,例如我们经历过的那些冲突,在火星探险中是不可避免的。有时我们为了随处乱放的空咖啡杯争吵,有时为了我们在外面部署时应该冒险进入危险地形多远而争吵。无论团队成员经过多么仔细的审查,都无法避免意见分歧。但是,区分优秀团队和不良团队的是,它能够迅速从争论中恢复过来,并在一段时间内保持高水平的表现。
丰富的户外经验
我们每个人都为项目带来了不同的性格特征、经验、态度和工作习惯。我们的指挥官卡梅尔是一个实干家。她的座右铭可以概括为“今天能做的事不要拖到明天”。她全心投入工作,解决问题并在必要时进行即兴发挥。她自己承认,她宁愿睡在星空下的睡袋里,也不愿睡在床上。尽管她自愿在室内度过整整一年似乎很矛盾,但她丰富的户外经验极大地帮助我们忍受了在火星栖息地的生活。我们与文明隔绝,被迫发现我们的内在资源,并凑合使用我们带来的设备。
可以这么说,她的对立面是两位团队成员,他们一丝不苟地分析每种情况,以寻找我们总体规划中的潜在弱点。他们尽一切努力确保 crew 的安全——具有讽刺意味的是,大多数事故都发生在他们身上。但另外三位团队成员或许在处理出现的冲突方面最为重要。其中两位是天生的调解员,他们在发生分歧时会理性地争论并提出探究性问题。然后是特里斯坦,他的机智确保了即使是紧张的对抗也能在欢笑中化解。
我们讨论的话题在一年中发生了变化。但冲突的原因始终相同:不同的动机。有些人自愿参加实验,因为他们将其视为个人挑战和充实的机会。每当 HI-SEAS 研究人员提出额外要求时,他们都会欣然同意,而不会抱怨。如果他们有空闲时间,他们就会从事个人项目。
另一方面,有些人加入是因为他们希望提高自己成为宇航员的机会。这当然没有错。但这导致其中两名参与者试图以尽可能少的努力度过这一年。他们抵制任何从一开始就没有分配给他们的工作。在某些情况下,这导致了关于只需五分钟即可完成的任务的持续数小时的争论。
寻求前往火星的人不太可能宁愿看电影也不愿探索行星表面。但我们的经验表明,虽然真正的火星之旅的宇航员不一定需要相似的性格特征,但他们在工作方面确实必须在同一波长上。
神经压力测试
其他因素也磨损了我们的神经。例如,我发现无法直线行走超过 36 英尺或打开窗户睡觉很难受。我怀念吃新鲜的覆盆子。我们六个人都同意的一件事是,无尽的火山岩使我们更加怀念生机勃勃的大自然的鲜艳色彩。即使是我们当中的城市居民也有这种感觉。就像国际空间站上的宇航员或潜艇中的 crew 一样,火星 crew 始终“在内部”生活——无论是在圆顶屋内还是“在外部”穿着太空服。
正因为如此,我们从未感受到阳光或风吹拂在我们的皮肤上。同样,尽管我们通过头盔的面罩看到了周围的环境,但真实的世界在某种程度上遥不可及。我们栖息地的外墙、太空服、每一块石头:一切感觉都一样——通过我们手套的消声迟钝感传递。即使人类有一天登陆火星,我们也不可避免地会将其视为局外人。
即使在栖息地中,几个月后一切感觉都一样了。我们知道每一个角落和缝隙、每一种气味、每一种声音。我们中的一些人带来了香味油,让我们的鼻子可以进行一点嗅觉度假,但它们并没有太大帮助。矛盾的是,我们认为可能会让我们想起以前生活的措施最终却让我们感到更加孤立。除其他外,我们还带来了一个虚拟现实程序,我们可以用它来假装坐在海滩上或在树林中或沿着城市街道漫步。这些消遣是一种受欢迎的改变。但与此同时,它们提醒我们,我们被荒凉的熔岩岩石所包围。
我们与地球的物理隔离意味着我们也与地球上的居民隔离了。我们看不到他们,闻不到他们,也摸不到他们,但更糟糕的是,我们发送或接收的每一句话都延迟了 20 分钟。在这些条件下,不可能进行亲密或令人鼓舞的对话。因此,我们倾向于只交流最紧急的消息。起初,这种安排运作得相当顺利,但随着时间的推移,我们失去了与朋友和家人的联系感。这种损失是相互的。虽然我们“火星人”收到了来自家乡的精选新闻,但我们对真正发生的事情只有最模糊的了解。与此同时,我们的家人越来越无法理解我们正在经历什么。这种脱节的过程是渐进且隐蔽的。就我而言,我花了将近九个月的时间,在令人恐惧的第三季度末,我才开始感到真正孤独和被遗忘。到那时,一些 crew 成员正在应对情绪低落。
我们大多数人都制定了应对隔离的策略。在我看来,那些每天进行体育运动和努力工作的人是最成功的。他们致力于个人项目并体验到成长感,这给了他们一种内在的满足感。
锻炼有助于减轻压力,这已不是什么秘密。但在火星之旅中,锻炼还将发挥第二种功能。失重和重力减小的影响对健康有害,因此宇航员将不得不进行 интенсивные 运动以保持骨骼和肌肉质量。
我们将我们在栖息地外面的探索变成了体育运动和工作的混合体。例如,我们尝试从极其干燥的熔岩岩石中提取水,这些岩石与火星上的岩石一样干燥。我们每两三天穿着太空服“外出”一次。我想我们可以同意,在崎岖不平的岩石地形上穿着重达 50 磅的太空服在 8200 英尺的高度行走,可以算作剧烈运动。在我们的任务即将结束时,我们的远足持续了长达六个小时。我们进行了多次研究考察,并探索了周围大约一百个洞穴。毕竟,飞往火星的目的是解开这颗行星的秘密,而不是待在自己的小舱里。
这种探索将是火星上的一个主要重点。首先,洞穴提供了一定程度的保护,免受宇宙辐射,我们在地球上受到磁场和稠密大气层的保护。与此同时,它们可能比地表含有更多的水分,甚至可能为生物体提供避难所。如果这样的生物体曾经在火星上存在过,它们更有可能在洞穴中幸存下来。
生命是否存在或曾经存在于这颗红色星球上,是派遣探险队前往那里的主要原因之一。但即使撇开这一点不谈,人类也一直在为理解我们自己的星球而忍受艰辛。诸如“火星一号”之类的非政府倡议或 SpaceX 的雄心勃勃的计划表明,许多人已准备好承担危险旅程的严酷考验。据推测,发射只是时间问题。
HI-SEAS 等研究旨在提高第一批火星 crew 的生存机会,并创造一种环境,让其成员可以专注于寻找生命迹象,而不是在冲突和琐碎的竞争中浪费精力。
如果今天有可能飞往火星,我不会犹豫——前提是我与 crew 相处融洽,并且知道我会完好无损地回来。我为期一年的经历让我对远离地球的生活的负面方面有了很好的了解,我知道我具备所需的条件。虽然我在夏威夷火星上的时光并没有把我变成一个完全焕然一新的人,但面对巨大的心理压力,我变得更加冷静。现在要让我失去平衡需要付出很多努力。为了深入研究一颗外星行星的秘密的特权,我愿意放弃新鲜的覆盆子几年。
太空中的合适人选
成功的火星任务要求 crew 能够在严重的压力下进行协作。心理学家迪特里希·曼泽知道如何避免外太空的冲突
作者:科琳娜·哈特曼
编者按:往返火星是一个具有挑战性的技术问题,但也有人为因素。几个人如何在隔离和狭小的空间中共同度过数月?柏林工业大学工作、工程和组织心理学教授迪特里希·曼泽心理学家迪特里希·曼泽一生的大部分时间都专注于这个话题。他参与了许多太空任务的研究项目,并为欧洲航天局在国际空间站上的宇航员提供监督。曼泽与《Gehirn&Geist》(《大众科学》的德国姊妹刊物《Spektrum der Wissenschaft》的心理学和神经科学专业出版物)的科琳娜·哈特曼讨论了宇航员在火星探险中可能面临的挑战。以下是采访的编辑稿。
曼泽教授,我们已经将人类送入太空 50 多年了。为什么火星之旅会对宇航员构成特殊挑战?
首先,火星之旅比迄今为止的任何探险都花费更长的时间——大约六个月。对于返回之旅,crew 必须留在火星上,直到与地球的距离最佳——这可能需要长达一年的时间。此外,与地面控制中心的通信受到极大限制。如果 crew 提出问题,则需要 40 分钟才能得到回复。在这种情况下,不可能像我们习惯于更接近地球的任务那样为任务提供支持。
当一小群人在困难条件下长期生活在狭小的空间内时,摩擦必然会发生,对吗?
2010 年的“火星 500”研究表明,六名志愿者模拟火星探险在莫斯科附近的一个容器内度过了 520 天,结果表明,人们可以忍受极端情况,并且仍然可以彼此相处融洽。此前的 1999 年的一项此类研究进展并不顺利:在一次新年庆祝活动中,几杯香槟酒引发了一场斗殴,一名参与者被强吻。这一丑闻经常被引为长期任务中小型 crew 固有的风险的例子。但是,地球上也发生暴力和虐待事件。我的看法是,我们在家看到的任何问题都可能很容易在外太空发生。当然,那里的后果更加严重,因为没有办法让自己置身事外。这就是为什么仔细训练 crew 以最大限度地减少混乱的可能性如此重要的原因。
您是否在心理审查过程中寻找特定的社交特质?
首先,我们寻找与飞行员选拔相关的相同类型的技能组合:注意力、记忆力、空间定向和反应能力。候选人不必在所有这些领域都名列前茅,但他或她不得在任何领域有明显的弱点。我们正在寻找“全能型人才”。在第二组测试中,我们考察非技术特征,例如应对压力的能力、决策能力和团队合作能力。重要的是,候选人能够彼此良好沟通、合作并能够设身处地为他人着想。这些技能对于解决冲突是必要的。这就是为什么我们给候选人提供一系列问卷,并在小组互动中观察他们。
哪些性格特征特别有利?
重要的是避免极端。性格外向的人可能会像性格内向的人一样容易破坏群体动态。一个 постоянно 需要交谈和社交互动的人可能在长期任务中表现不佳。同样,一个需要大量独处时间的内向者可能会遇到麻烦,因为没有地方可以逃避。人们需要保持平衡。平均水平就足够了——除了性格特征,如随和性和尽责性,我们在这些方面寻求高分。
有些人似乎可以在任何群体中相处融洽。这种特质可以衡量吗?
事实上,我们正在寻找能够与许多不同的人相处的候选人。但这并不容易衡量。一些候选人似乎与每个人都相处融洽,并且在整个团队中都很受欢迎。他们带来了高度的社会适应性,同时保持了自己的正直。他们非常善于预测他人的需求,并且能够直觉出如何最好地适应他们的风格。这绝对有助于促进群体和谐。
crew 内的等级制度是如何建立的?
这些决定主要是政治性的,指挥官是从项目外部任命的。在国际空间站之类的任务中,指挥权在美国人和俄罗斯人之间轮换。在 2018 年的下一次任务中,亚历山大·格斯特将担任指挥官。他来自德国。从心理学上讲,重要的是要确保没有 crew 成员过于强势,因此无法服从团队的需求。如果 такого типа 的 crew 成员太多,冲突的风险就会迅速增加。我假设为火星任务选拔的团队在发射前会彼此非常了解。在训练阶段,宇航员将受到密切观察,如果问题再次出现,将采取必要的行动。
训练阶段是什么样的?
目前,它包括生存训练,候选宇航员在极端环境中共同解决问题。欧洲航天局 (ESA) 提供一个名为 CAVES(合作冒险,用于评估和锻炼人类行为和绩效技能)的培训课程,小组在意大利的一个洞穴系统中度过两周时间。美国国家航空航天局使用位于基拉戈附近的“水瓶座”海底实验室来模拟任务。领导角色在 crew 成员之间轮换,因此他们都体验了发号施令和接受命令,并学习作为一个团队工作。这些 crew 可能不会一起被送入太空,因为训练主要旨在提高每个人的技能。
作为一名心理学家,您是否看到宇航员的其他潜在绊脚石?
宇航员日记表明,他们往往 सबसे ऊपर 沉浸在自己的工作中。当无事可做或必须做简单的家务或库存等任务时,他们中的许多人会感到负担沉重。无聊可能会对冲突构成更大的危害。因此,在长期任务中,真正重要的是让 crew 成员不断从事有意义的工作。宇航员必须知道他们的牺牲实际上是值得的。