火星模擬任務中分析廢氣

作為項目的其中一部份，測量長期隔離對太空人的影響。被選中的成員組成小隊，生活在夏威夷火山斜坡上的一個細小‘棲息所’。項目隊伍為了了解載人到火星的飛行任務所面對的挑戰而作貢獻。

從廢物而來的廢氣

作為研究項目的其中一部份，美國太空總署的 Anne Caraccio 利用 Gasmet FTIR 氣體分析儀來研究太空人所出的廢氣。Anne 匯報：『太空人每日活動所出的廢物會安常規分類和儲存，但我們需要知道那些為健康和安全理由而消耗的物質所出的廢氣成份，並且需要分辨那些氣體是否有益處。』

工作在四個 HI-SEA (夏威夷航空模擬及仿真探索) 任務中的第二個任務中進行，有其餘五個太空人在圓頂雙層艙住120天，這艙只有直徑11米，太陽能充電的，依附著貨櫃箱般大小的工作坊。除了要完成一系列項目設定的工作外，每個太空人亦進行自己的研究工作。就以 Anne 為例，‘轉廢為氣’是她的研究項目，發展一個反應器，將長期任務所產生的廢物轉化成有用的用品，例如水、維持生命的氧氣和火箭推進劑。

住在狹窄而又隔離的環境

第二個 HI-SEA 任務主要是讓太空人住在模擬火星的居住環境，周圍是熔岩，狹窄而又隔離，在這些條件下評估他們的表現，社交和心理狀態。容許太空人走出棲息所，，不過他們需要穿著仿製太空衣，承受 5 分鐘模擬加壓/減壓。由於 FTIR 氣體分析儀  (14 千克) 可便携，Anne 可以在棲息所裡面和外面進行監測，好讓廢氣測量之數據得以比較。『大小、重量和便携是這項目的關鍵，但這技術主要的優勢是可同時測量大量化合物；我已測出 24 種揮發有機化合物，例如乙醛、甲烷和乙烯，但如果到後期有需要檢查特定化合物，儀器亦可儲存測量光譜作回溯數據分析，』

Anne 的監測可清楚知道棲息所裡一些重要氣體。例如，所存廢物有相對最高水平乙醇 (由太空人的衛生濕巾和清潔用品而來) 和水汽 (由食物和植物的廢物所留下的水)。實驗室中種植的植物有相對最低水平的甲烷。垃圾箱有相對高水平的氮氧化物和戊烷，而在浴室有最高水平的乙醛。

便攜式氣體分析儀 – DX4040

FTIR 氣體分析儀，DX4040 由 Gasmet 科技公司提供。Gasmet 的 Jim Cornish 說：『我們很高興能夠對這項目有幫助。同時監測多項化合物是我們 FTIR 分析儀普遍應用，不過，它們通常用於煙道排放、工業進程、溫室氣體研究和緊急應變情況而作測量氣體。我們一般會告訴未來客戶先進的 FTIR 技術是簡單易用；我們會對他們這樣說：「這不是深奧的學問。」，所以我估計我們現在將要換一個方法再說。』

在 HI-SEA 任務整個期間內所產生的廢物會被測量，雖然這段時間相比真正任務所預期的長時間為短。用作轉廢為氣的反應器處理 HI-SEA 廢物，這廢物模擬在甘迺迪太空中心所產生的，目的是證明未來的反應器可有效進行特定物料循環，使輸出達到最高的理想。將來需要自動化的轉廢為氣反應器，因為現有技術耗費了太空人大量的物流時間。

轉廢為氣反應器首先將廢物轉為二氧化碳，然後在 Sabatier 反應作用中二氧化碳會與氫混合產生甲烷和水。甘迺迪太空中心的轉廢為氣反應器處理三類廢物，並所產生的電力佔 HI-SEA 任務所需的總電力的 9%。

對科學、技術和太空旅程的熱誠

作為心理評估的一部份，每個太空人都要完成例行調查和寫日記。他們亦會帶上‘社交’徽章，記錄對話形式和聲調。Anne 對於項目的心理結果有以下見解：『太空人當進入棲息所的一刻必是陌生人，與一般太空任務不同，因為一般太空任務會用數月甚至數年時間在一起工作和訓練。不論如何，太空人在如此緊密接觸的地方生活和工作，適應得很好，以我看來沒有一段顯著時期出現壓力。』

第三個 HI-SEA 任務已在 2014 年 10 月 15 日開始。同樣，六個太空人會進行類似的任務，但會延長至八個月。Anne 說：「這任務的參與者需要通過真正的科學、科技和太空旅程測試。申請程序包括飛行醫療課程、個人研究項目建議書、論文、面試和學歷要求，與美國太空總署的太空人申請程序相似。』

Anne 展望：『行駛到火星的技術仍未發展成熟，但期待將來人類任務可成真。火星之旅需約一年時間，所以我希望我們的轉廢為氣研究，在科學上將會對任務成真有所貢獻。』

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