Моделирование взаимодействия в экипаже для улучшения работы будущей лунной базы

Моделирование взаимодействия в экипаже для улучшения работы будущей лунной базы
Концепция будущей лунной базы. Источник: НАСА

С помощью моделирования специалисты в состоянии предсказать, как динамика взаимодействия в космическом экипаже повлияет на работу лунной базы. Согласно предварительным результатам, одним из важных параметров является оптимальная численность экипажа.

Исследователи из Университета Джорджа Мейсона в Виргинии (США) разработали новую виртуальную модель для моделирования того, как космонавты в ходе будущих операций на лунной базе могут взаимодействовать друг с другом и со своим окружением. Предварительное агентное моделирование выявило потенциальные возможности для повышения шансов на успех миссии. Результаты исследования представлены в работе, только что опубликованной в журнале PLOS One.

Для справки:

Агентное моделирование (AgentBased ModellingABM) – разновидность имитационного моделирования, применяемая для исследования сложных систем. Вероятностные модели используются для изучения взаимодействий между людьми, объектами, местом и временем. Они построены по принципу «снизу вверх», то есть отдельным агентам (в первую очередь – людям) присваиваются определённые свойства.

Сейчас сразу несколько программ космических исследований, в том числе программа «Артемида» НАСА, нацелены на устройство на Луне постоянных баз для изучения поверхности спутника Земли и в качестве промежуточного этапа миссий по исследованию дальнего космоса. Успех будущих операций на лунной базе будет зависеть от того, как космонавты будут взаимодействовать друг с другом и с лунной средой.

Схема агентного моделирования лунной базы. Она иллюстрирует соотношение между внешними параметрами (слева, синим цветом), внутренними параметрами, связанными с космонавтами и задачами (вверху и внизу, красным цветом), и выходными показателями модели (справа, зеленым цветом). Поток информации отражает, как входные данные моделирования обрабатываются для генерации ключевых показателей эффективности, таких как оценка разработанного НАСА индекса TLX (показателя рабочей нагрузки, связанной с выполнением задачи) и др. Источник: Vera et al., 2026, PLOS One
Схема агентного моделирования лунной базы. Она иллюстрирует соотношение между внешними параметрами (слева, синим цветом), внутренними параметрами, связанными с космонавтами и задачами (вверху и внизу, красным цветом), и выходными показателями модели (справа, зелёным цветом). Поток информации отражает, как входные данные моделирования обрабатываются для генерации ключевых показателей эффективности, таких как оценка разработанного НАСА индекса TLX (показателя рабочей нагрузки, связанной с выполнением задачи) и др. Источник: Vera et al., 2026, PLOS One

Новая модель призвана помочь в планировании и оценке рисков таких миссий. В ней симулируется взаимодействие психологических, социальных и экологических факторов, учитываются свойства и проблемы Луны, а также предыдущие данные о динамике отношений и психологическом климате в команде, полученные в ходе прошлых пилотируемых космических миссий и исследований на Земле.

Тип личности по DISC

На напряжённость в отношениях между членами команды и их способность совместно решать задачи существенное влияние оказывает тип личности, что и было учтено в исследовании. Одним из способов охарактеризовать индивидуальную личность является известный метод DISC (Dominance, Influence, Steadiness, Conscientiousness), который ввёл в оборот почти сто лет назад психолог Уильям Марстон. DISC делит людей на четыре типа личности: доминирующий, влиятельный, стабильный и адаптивный.

К доминирующим типам личности относятся те, кто быстро принимает решения и берёт ситуацию под свой контроль. Они действуют прямолинейно и не боятся конфронтации. Влиятельные личности — это люди, ориентированные на других, которые отлично общаются и умеют мотивировать окружающих. Стабильные личности лояльны, ориентированы на работу в команде и стремятся поддерживать равновесие. Это самый распространённый тип личности. Последний тип личности — это адаптивные люди, которые ориентированы на выполнение задач и отличаются аналитическим подходом или точностью в своих действиях.

Хотя представители любого типа личности могут эффективно работать вместе, некоторые комбинации создают больше напряжения, чем другие. Обычно доминирующие и адаптивные личности хорошо работают вместе, поскольку прямолинейный и аналитический подходы дополняют друг друга. Влиятельные и стабильные типы личности также эффективны в создании атмосферы сотрудничества и командной работы. Примером сложной комбинации типов личности является сочетание доминирующих и стабильных личностей, где первые быстро инициируют культурные изменения для решения проблемы, в то время как вторые предпочитают сохранять статус-кво.

В ходе агентного моделирования виртуальным космонавтам случайным образом присваиваются различные профессиональные навыки, черты личности, особенности физического здоровья и другие характеристики. Со временем космонавты, как предполагает модель, адаптируются к динамике развития личных отношений и условиям окружающей среды, становятся более эффективными в выполнении рутинных задач, уровень их навыков повышается. Помимо ожидаемых задач, связанных с миссией, они иногда сталкиваются с неожиданными проблемами, такими как поломка оборудования, лунные землетрясения и интенсивные радиационные возмущения. Взаимодействие между космонавтами и луноходами также исследуется в модели.

В результате проведения нескольких десятков тысяч симуляций и анализа полученных результатов было выявлено, что увеличение численности экипажа способствовало ускорению роста уровня профессиональных навыков и повышало шансы на личную совместимость, что облегчает работу в команде. В то же время такие факторы, как чрезмерная продолжительность миссии и отсутствие ротации космонавтов, вызывали психологический стресс, который снижал эффективность выполнения миссии.

Исследователи пришли к заключению о важности моделирования динамики отношений в экипаже, использующемся для лунных миссий. Также они призывают к дальнейшим исследованиям с расширенными параметрами, например, с учётом физиологических эффектов длительных космических миссий и задержек связи с Землёй.