天文
宇航员在月球南极面临独特的视觉挑战
光线复杂的月球南极为宇航员带来全新视觉挑战，NASA需跨项目设计解决方案。
人类即将再次踏足月球，这一次，我们的目的是长期驻留。为实现这一目标，NASA选定了月球南极作为探索地点。这里具备与地球的最佳通信条件，充足的太阳能获取，以及重要的水冰资源。
然而，月球南极的环境极为特殊。太阳虽常年可见，但永远低悬于地平线上。目标区域内，太阳最高升至7°，形成了极端的光照环境。这种条件是阿波罗任务和所有其他太空任务从未遇到的。
这种独特的光照对宇航员的视觉提出了严峻挑战。尽管人眼有较高的动态适应能力，但在强光下视觉效果较差，且从亮光到黑暗的适应速度较慢。这种环境会影响宇航员识别障碍、执行任务的能力，无论是简单的步行、使用工具，还是操作复杂设备如着陆器和月球车。
以往任务中，NASA在任务规划和宇航员自主调整下解决了光照问题。而现今阿耳忒弥斯计划中，宇航员在月球表面时常需要直面太阳，同时还要在阴影深处进行操作，这使得传统的设计方案不再适用。
新的需求迫使NASA开发跨项目、跨设备的综合视觉支持系统。这不仅包括头盔、窗户和照明系统的设计，还需要确保它们协同工作。设计目标是在宇航员视觉适应明亮光线时能看清阴影，在黑暗中仍能辨识强光，同时保护眼睛免受伤害。
评估中发现，目前系统设计未充分考虑防止视觉功能受强光影响的具体需求。尽管宇航服设计了灵活性以便步行，却未考虑视觉切换的需求，例如从阳光明亮的地方进入阴影时，如何防止因视线不清而绊倒或摔倒。更重要的是，未能明确各项目在解决视觉问题中的分工。
NASA工程与安全中心(NESC)提出了一系列建议，包括将视觉功能需求列为系统设计的全新要求，以及整合照明、窗户和防护镜设计。此外，团队建议开发多种模拟技术，从物理到虚拟，用于测试系统性能。例如，模拟月球南极强烈阳光的致盲效应，以及宇航员视觉从光到暗的适应时间。
这些模拟还应加入月球地形特征，以帮助识别执行简单任务(如采样)和复杂任务(如设备维护)的潜在威胁。由于各设施在模拟能力上各有长短，其优劣势需被清晰界定，以验证技术解决方案的有效性并为宇航员训练提供支持。
为了应对月球南极复杂的光线环境，NASA不仅需要研发技术解决方案，还需系统性地协调跨项目设计和测试。这不仅是为了满足视觉功能的需求，也是为了确保宇航员在任务期间的安全和效率。
模拟技术的开发是关键一环。这些技术需要能够真实再现月球南极环境的复杂光线条件，包括极端强光、深阴影，以及二者之间快速变化的场景。物理模拟尤为重要，因为它可以更精确地测试头盔防护和人工照明在真实环境中的性能。而虚拟模拟则可以补充物理实验，通过多样化的数字场景提供更广泛的测试数据。
另外，地形特征也应纳入测试范围。在执行任务时，地形的不确定性可能带来额外风险，例如采样时可能因视觉受限而错过目标，或者在维护设备时因地形复杂而导致操作困难。因此，通过模拟不同任务场景中的光线和地形交互，可以有效发现问题并优化设计。
各类设施虽然各具特色，但它们的局限性也不容忽视。这就要求NASA对每个测试场地的能力进行详细评估，明确其适用范围和限制条件，以便最大限度地利用资源，为技术验证和任务训练提供全面支持。
月球南极的探索是人类进入深空的新一步，而解决光影挑战不仅关乎科学和技术，更是我们适应极端环境能力的体现。随着问题的逐步明确和方案的不断完善，人类将在月球的永夜与长昼中开辟全新的天地。