NASA计划在月球南极建立永久定居点，面临复杂照明环境下的视觉挑战

人类将重返月球——这一次，是定居月球。由于我们的存在将更加持久，NASA 选择了一个可以最大程度地实现与地球的视线通信、太阳可见度和水冰获取的地点：月球南极 (LSP)。虽然太阳在月球两极更稳定地出现在月球天空，但它从不会超过地平线几度；在目标着陆区域，最高可能高度为 7°。这带来了阿波罗任务期间从未经历过的恶劣照明环境，事实上，在任何载人航天经历中都是如此。环境照明将严重影响机组人员发现危险和执行简单工作的能力。这是因为人类的视觉系统虽然具有高动态范围，但无法在强光下看得清楚，也无法快速从亮处适应到暗处或反之亦然。功能性视觉是执行各种任务所必需的，从简单的任务（例如行走、操作简单工具）到管理复杂的机器（例如着陆器升降机、探测车）。因此，该环境对该机构提出了一项工程挑战：必须广泛了解这一挑战才能有效地应对。

 在过去的 NASA 任务和计划中，舱外活动 (EVA) 或探测车操作的照明和功能性视觉支持系统的设计都是在最低的项目级别进行管理的。这对于阿波罗和低地球轨道来说效果很好，因为太阳角度是由任务规划和宇航员自我定位来管理的；头盔设计本身就解决了所有视觉挑战。阿尔特弥斯计划对功能性视觉提出了新的挑战，因为宇航员在月球表面的大部分时间里都无法避免太阳直射他们的眼睛。再加上 LSP 大面积阴影中需要人工照明，这意味着必须跨项目和计划开发新的功能性视觉支持系统。头盔、窗户和照明系统的设计必须在项目内部和跨项目之间以互补的方式工作，以实现照明和视觉支持系统，使机组人员能够在眼睛适应光线的情况下看清黑暗，在眼睛适应黑暗的情况下看清明亮光线，并保护他们的眼睛免受伤害。

评估的许多结果都集中在缺乏具体要求，以防止太阳的光芒导致功能性视力受损（这与防止眼睛受伤不同），同时使宇航员能够看得足够清楚以执行特定任务。具体而言，LSP 中宇航员所期望的任务并未纳入系统设计要求，从而无法开发出确保在预期照明环境下具有功能性视力的系统。因此，例如，太空服具有灵活性要求，允许宇航员行走，但不能确保他们能够看得足够清楚，从明亮的阳光走到黑暗的阴影中再走回来，而不会绊倒或摔倒。重要的是，在各个项目之间分配需求时发现了差距，以确保各个项目的作用是让每个项目都了解功能性视力。NESC 提出了建议，使在恶劣的照明环境下实现功能性视力成为系统设计师的具体和新要求。这些建议还包括集成照明、窗户和遮阳板设计。

评估小组建议开发多种模拟技术，包括物理和虚拟技术，每种技术在功能性视觉方面都具有不同的、明确的能力。有些技术将解决 LSP 处的阳光致盲效应（通过虚拟方法不易实现），以评估头盔护罩和人工照明在环境和适应时间方面的性能。其他模拟将添加地形特征，以识别简单（例如行走、采集样本）和复杂（例如设备维护和操作）任务中的威胁。由于不同的设施具有不同的优势，因此它们也具有不同的弱点。必须对这些优势和局限性进行描述，以便验证技术解决方案和机组人员培训。