Kun on aika aloittaa säännölliset miehitysmatkat Marsiin ja ehkä jopa perustaa sinne pysyvä esikunta, astronautien ja potentiaalisten marsilaisten on tiedettävä työskennellä paikallisen ympäristön kanssa. Muista se kohtaus Marsilainen missä astronautti Mark Whatney (Matt Damon) pakotetaan kasvattamaan omaa ruokaansa marssilaisessa maaperässä? No, se tulee olemaan paljon sellaista, paitsi että paljon enemmän suuhun ruokitaan.
Luonnollisesti tietäminen, voidaanko tämä tehdä, vaatii paljon tutkimusta ja kokeiluja. Näiden pyrkimysten avustamiseksi Keski-Floridan yliopiston (UCF) astrofysiikaryhmä kehitti äskettäin tieteellisesti perustelun, standardisoidun menetelmän marsilaisten ja asteroidisten maaperän simulanttien luomiseksi. Tämä marsilaisen lian jäljitelmä, jonka hinta on 20 dollaria kilogrammalta (noin 10 dollaria punta), auttaa tutkijoita määrittämään, mitä kasvien viljelyyn Punaisella planeetalla tarvitaan.
Ryhmän havainnot julkaistiin äskettäin tieteellisessä lehdessä Icarus, nimeltään “Marsin globaali simulantti MGS-1: Rocknest-pohjainen avoin standardi basalttilaisille Marsin regoliittisimulanteille”. Ryhmää johti UCF: n jatkotutkija Kevin M. Cannon. Ryhmään kuuluivat NASA Kennedy Space Centerin ja Floridan teknillisen instituutin jäsenet.
Tutkijat ovat käyttäneet Marsin maaperän simulantteja jo jonkin aikaa tutkimusten suorittamiseen, mutta toistaiseksi ei ole olemassa standardoitua menetelmää sen luomiseksi. Sellaisenaan ei ole tehty kokeita, joita voitaisiin verrata suoraan muihin. Siksi UCF-ryhmä kehitti Marsin regolithille kaavan, joka perustuu maaperän kemialliseen allekirjoitukseen, jonka Uteliaisuus mönkijä.
Dan Britt - fysiikan professori, UCF: n Planetary Sciences -ryhmän jäsen ja tutkimuksen yhteistekijä - vastasi myös kahden kalibrointikohteen rakentamisesta, joita Uteliaisuus mönkijä. Nämä kohteet antoivat roverin kameroille korjata Marsin valaistusolosuhteet, hiilidioksidin ilmakehän ja keltaisen pölyn, jolloin se voi lähettää takaisin oikean värin kuvia. Kuten hän selitti äskettäisessä UCF Today -lehdistötiedotteessa:
”Simulantti on hyödyllinen tutkimukselle, kun odotamme menossa Marsille. Jos aiomme mennä, tarvitsemme ruokaa, vettä ja muita välttämättömiä asioita. Kehittäessämme ratkaisuja, tarvitsemme tavan testata näiden ideoiden toteutumista ... Et halua huomata, että menetelmäsi ei toiminut, kun olemme siellä. Mitä tekisit sitten? Siellä kuluu vuosia. ”
Fysiikan lisäksi prof. Britt on myös geologi, ja siksi melko tunteva lian suhteen. Pohjimmiltaan likaa esiintyy monissa muodoissa, riippuen siitä, mistä ne tulevat. Eri aineosat (ts. Piidioksidi, pöly, oksidit, orgaaniset molekyylit) voidaan sekoittaa eri tavoin simuloidaksesi maaperää erityyppisistä esineistä - kuten asteroideista ja planeetoista.
Ja aivan kuten maan päällä, Marsilla on erityyppisiä maaperätyyppejä alueesta ja sen geologisesta historiasta riippuen. Esimerkiksi maapallolla on mustaa hiekkaa, valkoista hiekkaa, savea ja pintamaata - kaikki ne tuotetaan erilaisilla geologisilla prosesseilla ja sääoloilla. Marsilla tilanne on suurin piirtein sama: rautapitoisia, savirikkaita, suolarikkaita ja hiilirikkaita maaperäjä jo löytynyt.
"Tällä tekniikalla voimme tuottaa monia muunnelmia", sanoi Cannon. "Suurin osa tarvitsemistamme mineraaleista löytyy maan päältä, vaikka joitakin niistä on erittäin vaikea saada."
Tällä hetkellä ryhmä työskentelee parhaillaan Kuun maaperän simulantin reseptin parissa, ja Cannon kerää Montanassa ainesosia tähän tarkoitukseen. Kuu- ja asteroidimateriaalit ovat harvinaisia ja kalliita, koska ainoat tunnetut näytteet joko palauttivat Apollon astronautit tai saapuivat maan päälle meteoriittien kautta pieninä määrinä. Siksi miksi on kysyntää simulantteille, jotka pystyvät lähentämään näiden elinten olosuhteita.
Ryhmällä on jo noin 30 vireillä olevaa tilausta Marsin maaperään, mukaan lukien yksi NASA: n Kennedyn avaruuskeskuksesta, jonka paino on noin 450 kg (1000 lbs tai puoli Yhdysvaltain tonnia)! Samalla he ovat julkistaneet reseptin, jotta muut yliopistot ja tutkimuslaitokset voivat luoda omia versioita. Tämä varmistaa, että epävarmuustasot vähenevät, kun tulevia kokeita, joissa käytetään Marsin maaperän simulantteja, tehdään.
Tiimi on vakuuttunut siitä, että heidän standardisoitu reseptinsä ulkopuolisen maaperän luomiseksi nopeuttaa pyrkimystä tutkia aurinkokuntamme. NASA suunnittelee jo suorittavansa miehitetyn operaation Marsiin 2030-luvulle saakka ja harkitsee pysyvän läsnäolon perustamista sinne. Yksityiset yritykset ja organisaatiot, kuten SpaceX, Blue Origin ja MarsOne, suunnittelevat myös Punaisen planeetan tutkimista ja jopa siirtämistä.
Jotkut ovat jo alkaneet kokeilla maan kasvien viljelyä myös Marsin ja kuun maaperässä, jonka MarsOne aloitti vuonna 2013 Alankomaissa sijaitsevan Wageningen University & Research Centerin tutkijoiden avulla. Siitä lähtien he ovat kokeilleet matojen ja sian lietteen hyödyntämistä Marsin regolithin rikastamiseksi ja lannoittamiseksi parempien satojen saavuttamiseksi.
Standardisoimalla prosessia, jossa nämä maaperän simulantit luodaan, UFC-tutkimusryhmä on varmistanut, että tulevat kokeet tuottavat johdonmukaisempia tuloksia. Ja rehellisesti sanottuna tutkimuksen ajoitus ei voinut olla parempi, kun otetaan huomioon kasvava kiinnostus kuun, Marsin ja aurinkokunnan kolonisoimiseen.
Mutta ennen kuin lähetämme astronautit takaisin Kuuhun tai Marsiin pitkäaikaisia tehtäviä varten (tai jopa aloitamme harkitsemisen siirtämisestä muualle maapallon ulkopuolelle), meidän on tiedettävä, että astronautimme ja uudelleensijoittajat kykenevät kasvattamaan omia ruokia paikallisessa ympäristössä. Meidän on myös tiedettävä, että he pystyvät tuottamaan kasveja vuosi toisensa jälkeen, mikä varmistaa pitkäaikaisen asumisen. Olisiko liian nenässä, jos peruna olisi valittu sato?
Ja muista nauttia tästä UCF: n videosta, joka osoittaa kuinka he tekivät marsilaisen lian:
