El éxito de la futura base lunar de la NASA depende en gran medida del diseño de la misión, que debería permitir a los astronautas trabajar bien juntos de forma independiente del entrenamiento psicológico, según afirma un nuevo estudio.
El objetivo del estudio era identificar “condiciones específicas” para el éxito de la misión y buscar cualquier “señal de alerta” que pueda interponerse en el camino, dijo a Space.com por correo electrónico la investigadora principal Anamaria Berea, científica social computacional de la Universidad George Mason (GMU). (El primer autor del estudio PLOS ONE, que se publicó en mayo, fue Raymond Vera de GMU).
El equipo realizó la investigación utilizando modelos basados en agentes, que son herramientas para simulaciones computacionales en campos que van desde el estudio de bandadas de aves hasta la propagación de enfermedades, dijo Berea. Si bien muchas IA modernas “entrenan” o “aprenden” a extrapolar a partir de la información proporcionada en un conjunto de datos, el modelado basado en agentes utiliza un conjunto de datos para “comprender fenómenos emergentes que no tienen una causa única o directa”, dijo.
El equipo de estudio consideró escenarios sobre cuántos astronautas habría en la base lunar y con qué frecuencia se producirían las misiones de reabastecimiento. En un “caso inicial”, por ejemplo, la duración supuesta de la misión era de tres meses, con un único reabastecimiento en el mes 2 con comida, agua, aire y un grupo fresco de astronautas.
Utilizando un complejo análisis de probabilidad conocido como simulación de Monte Carlo, los astronautas modelo en este escenario mostraron una tasa de productividad de aproximadamente el 20% en comparación con sus tareas esperadas, “lo cual es aceptable para un proceso de fabricación típico”, señalaron los autores.
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Esta tasa de productividad no tiene en cuenta cualquier imprevisto que pueda surgir durante la misión, agregaron los autores. “La baja tasa de finalización de tareas sugiere que, en promedio, los equipos tienen desafíos para superar los factores estresantes psicológicos y las perturbaciones ambientales”, escribieron.
Lecciones de la Estación Espacial Internacional
La NASA rastrea la productividad de manera un poco diferente en la Estación Espacial Internacional (ISS). La agencia utiliza una métrica llamada “utilización”, que se refiere en gran medida a la cantidad de tiempo de la tripulación y la cantidad de investigaciones científicas que se realizan en la estación espacial durante un incremento o expedición. A partir de 2014, el programa de la ISS sugirió que la utilización ideal debería ser de 35 horas por tripulación por semana cuando hay tres personas trabajando en la parte estadounidense de la estación espacial, y 68,5 horas si hay cuatro o más. (La parte rusa de la ISS trabaja en gran medida de forma independiente a este respecto).
“En general, la NASA cumplió o superó este objetivo y estableció un máximo de 120 horas promedio por semana dedicadas a la investigación desde octubre de 2019 hasta abril de 2020”, afirmó la Oficina del Inspector General (OIG) de la NASA, que ha estado rastreando todas estas cifras de productividad, en un informe publicado en septiembre de 2024.
“Desde marzo de 2022 hasta marzo de 2023, según los últimos datos publicados, hemos visto una utilización cercana a las 90 horas por semana”, señaló la OIG. “Además de las horas semanales dedicadas a la investigación, ha aumentado el número de investigaciones científicas realizadas en órbita”.
La Figura 1 del informe de la OIG también muestra que tanto el tiempo de la tripulación como las investigaciones científicas aumentaron, como tendencia, entre 2000 y 2023, lo que sugiere que la utilización de la estación espacial continúa creciendo. Y esto a pesar de las interrupciones periódicas y documentadas que obligaron a los astronautas a dejar de ser productivos, como fugas de emergencia de amoníaco que requirieron caminatas espaciales, el desastre del 11 de septiembre o refugiarse en el lugar durante breves contingencias, como el paso de desechos espaciales a unas pocas millas de la estación.
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Sin embargo, no todo el tiempo de la tripulación se puede utilizar, incluso si todo va bien, ya que la estación requiere un mantenimiento normal, como limpieza, y los astronautas también necesitan tiempo diario para dormir, comer y un poco de relajación. Además, la utilización tiende a aumentar con tripulaciones más grandes en la estación espacial en comparación con las más pequeñas, ya que el mantenimiento se vuelve menos una carga con más manos para encargarse de estas tareas.
Pero la “falta de redundancia” en artículos clave de suministro a la estación espacial plantea un riesgo para la utilización, ha señalado la OIG. Como solo un ejemplo, las cápsulas SpaceX Crew Dragon y la nave espacial Roscosmos Soyuz son los dos únicos vehículos que llevan astronautas a la estación en este momento. “La falta de redundancia y las capacidades limitadas tanto del transporte de carga como de tripulación aumentan el riesgo para la capacidad actual y futura de la NASA de llevar suministros críticos, ciencia y tripulación hacia y desde la estación para mantener operaciones seguras y la plena utilización de la ISS”, escribió la OIG en el informe.
Ambientes aislados
Aquellos de nosotros que hemos realizado largos viajes en automóvil en grupo, o que recordamos haber estado en espacios reducidos con compañeros de cuarto o familiares durante la pandemia, tenemos una idea de cómo se siente un ambiente aislado y confinado (ICE): abarrotado, con recursos limitados y con pocas conexiones con el mundo exterior. El espacio es sólo un ejemplo de un verdadero ICE; En la literatura también se han estudiado bases de investigación aisladas (como en la Antártida) o submarinos, según un estudio separado de 2021 en la revista Neuroscience & Biobehavioral Reviews.
En pocas palabras, ICE se refiere a un lugar donde los humanos deben trabajar con un alto nivel en circunstancias aisladas y a menudo peligrosas, con sólo apoyo a larga distancia (si es posible) de un control de misión o su equivalente. Y, como señala el nuevo estudio, una base lunar sería un ejemplo complejo de un entorno aislado, en el que no sólo habría astronautas residentes sino también rovers, otros robots y tripulaciones visitantes ocasionales.
“La premisa de nuestro enfoque de modelado surgió de tratar de comprender mejor los factores humanos involucrados en las misiones espaciales tripuladas, particularmente las del espacio profundo, para las cuales no tenemos muchos datos históricos”, dijo Berea.
Esto se debe a que sólo un puñado de personas han viajado más allá de la órbita terrestre baja: las dos docenas que volaron a los reinos lunares en misiones Apolo a finales de los años 1960 y principios de los 1970, y los cuatro astronautas del vuelo Artemis 2 de la NASA alrededor de la luna en abril pasado.
“Evaluamos varios escenarios sobre la duración de las misiones espaciales, el número de astronautas y circunstancias potencialmente imprevistas que pueden ocurrir en la superficie lunar o en el hábitat”, dijo. El modelo sugería que las misiones con mayor probabilidad de éxito incluirían a seis astronautas trabajando en la Luna a la vez, con suministros frescos provenientes de la Tierra cada dos semanas y sin fluctuaciones extremas en el medio ambiente debido a cosas como la radiación o el impacto de un micrometeorito.
“Por el contrario, el peor de los casos consiste en cuatro astronautas en la Luna al mismo tiempo, una ventana de reabastecimiento de sólo un mes entre la Tierra y la Luna y probabilidades ambientales adversas de moderadas a altas”, dijo Berea. Y, cuando se le preguntó si el entrenamiento es un factor para mitigar los efectos adversos, no necesariamente estuvo de acuerdo en que los años de trabajo que realizaron los astronautas de la NASA y otras agencias serían más efectivos que el entrenamiento de menor duración utilizado para las bases lunares análogas.
“La gente puede estar muy, muy bien entrenada, pero para misiones de larga duración o al espacio profundo, siempre habrá un factor humano involucrado”, dijo. “Observamos combinaciones de habilidades y personalidades en un equipo de astronautas, y hay una delgada línea entre tener un equipo demasiado pequeño y un equipo demasiado grande, y hay sinergias y comportamientos emergentes que surgen de las personas que interactúan entre sí y con su entorno.
“El equipo es más que la suma de su gente”, continuó. “La mejor manera de superarlos no es mediante más entrenamiento, sino afinando otros aspectos de las misiones: la duración de la misión, la frecuencia de las misiones de reabastecimiento y los planes de contingencia para accidentes y condiciones imprevistas en entornos extremos”.
La NASA, sin embargo, somete a sus tripulaciones de la ISS a muchos años de entrenamiento en entornos remotos mucho antes de que floten a través de la escotilla de la estación espacial, y el comandante de Artemis 2, Reid Wiseman, dijo a The New Yorker que un extenso entrenamiento psicosocial condujo a la cercanía obvia vista en vivo entre sus cuatro compañeros de tripulación lunar a pesar de los espacios reducidos (y los problemas en las líneas de ventilación que provocaron problemas ocasionales con el baño).
Esa intervención psicológica durante el entrenamiento fue intencionada. “La preparación comienza reclutando personas mentalmente sanas y luego brindándoles capacitación para ayudarlas a enfrentar situaciones y problemas potenciales”, escribió la Agencia Espacial Canadiense sobre esta capacitación, citando los protocolos de la NASA. “Los astronautas repiten este entrenamiento con suficiente frecuencia como para poder anticipar sus propias reacciones y las de sus compañeros de equipo. También reciben apoyo constante de los equipos en tierra y tienen acceso a una variedad de herramientas que les ayudan a afrontar situaciones potencialmente difíciles”.
Berea señaló, sin embargo, que la psicología forma parte (pero no es el foco) de la simulación de sus equipos, incluida la consideración de puntuaciones y datos del TLX (índice de carga de tareas) de la NASA, que mide el afrontamiento y el estrés de los astronautas. Los investigadores también consideraron estudios de casos análogos, incluidas las misiones de investigación en la Antártida y el tiempo a bordo de submarinos o plataformas petrolíferas, como algunos ejemplos.
“Necesitamos prestar atención no sólo a los astronautas, sino al equipo en su conjunto, y cada equipo y misión espacial son únicos. No podremos modelarlos con estadísticas o IA”, dijo. “Pero lo que podemos hacer es asegurarnos de que antes de enviar a cualquier ser humano a vivir y trabajar en la luna, comprendamos bien la complejidad de las interacciones y los escenarios que enfrentarán durante la misión, y podemos ayudar con eso”.