Kiedy przyjdzie czas, aby rozpocząć regularne misje załogowe na Marsa, a może nawet założenie tam stałej placówki, astronauci i potencjalni osadnicy marsjańscy będą musieli wiedzieć, jak pracować z lokalnym środowiskiem. Pamiętaj o tej scenie w Marsjanin gdzie astronauta Mark Whatney (Matt Damon) jest zmuszony uprawiać własne jedzenie na działce marsjańskiej gleby? Cóż, będzie bardzo podobnie, z wyjątkiem większej ilości buzi do karmienia.
Oczywiście wiedza, czy można to zrobić, wymaga wielu badań i eksperymentów. Aby wspomóc te wysiłki, zespół astrofizyków z University of Central Florida (UCF) opracował niedawno naukową, znormalizowaną metodę tworzenia marsjańskich i asteroidowych symulatorów glebowych. Ta imitacja marsjańskiego brudu, który kosztuje 20 USD za kilogram (około 10 USD za funt), pomoże naukowcom ustalić, co jest potrzebne do uprawy roślin na Czerwonej Planecie.
Odkrycia zespołu zostały niedawno opublikowane w czasopiśmie naukowym Ikar, zatytułowany „Globalny płyn symulujący Marsa MGS-1: otwarty standard oparty na Rocknest dla bazaltowych symulantów marsjańskiego regolitu”. Zespół był kierowany przez Kevina M. Cannona, badacza podoktoranckiego w UCF, i obejmował członków NASA Kennedy Space Center i Florida Institute of Technology.
Podczas gdy naukowcy używają marsjańskich symulatorów glebowych do prowadzenia badań, jak dotąd nie ma znormalizowanej metody ich tworzenia. W związku z tym nie przeprowadzono żadnych eksperymentów, które można by porównać bezpośrednio z innymi. Dlatego zespół UCF opracował formułę regolitu marsjańskiego opartą na sygnaturze chemicznej gleb zebranych przez Ciekawość wędrowiec.
Dan Britt - profesor fizyki, członek UCF Planetary Sciences Group i współautor badania - był również odpowiedzialny za zbudowanie dwóch celów kalibracyjnych, które były używane przez Ciekawość wędrowiec. Cele te pozwoliły skorygować kamery łazika pod kątem warunków oświetleniowych Marsa, atmosfery dwutlenku węgla i żółtego pyłu, umożliwiając w ten sposób wysyłanie obrazów w prawdziwych kolorach. Jak wyjaśnił w najnowszym komunikacie UCF Today:
„Ten płyn symulujący jest przydatny w badaniach, gdy szukamy drogi na Marsa. Jeśli idziemy, potrzebujemy jedzenia, wody i innych niezbędnych rzeczy. Gdy opracowujemy rozwiązania, potrzebujemy sposobu, aby sprawdzić, jak poradzą sobie te pomysły… Nie chcesz odkryć, że twoja metoda nie działała, kiedy faktycznie tam byliśmy. Co byś wtedy zrobił Dotarcie tam zajmuje lata. ”
Oprócz bycia fizykiem, prof. Britt jest także geologiem, a zatem ma dużą wiedzę na temat brudu. Zasadniczo brud występuje w wielu formach, w zależności od tego, skąd pochodzi. Różne składniki (tj. Krzemionka, pył, tlenki, cząsteczki organiczne) można mieszać na różne sposoby, aby symulować glebę z różnego rodzaju obiektów - takich jak asteroidy i planety.
I podobnie jak Ziemia, Mars ma różne typy gleby w zależności od regionu i jego historii geologicznej. Na przykład na Ziemi występuje czarny piasek, biały piasek, glina i warstwa wierzchnia - wszystkie powstają w wyniku różnych procesów geologicznych i warunków pogodowych. Na Marsie sytuacja jest podobna, ponieważ gleby bogate w żelazo, gleby gliniaste, gleby bogate w sól i gleby bogate w węgiel zostały już znalezione.
„Dzięki tej technice możemy wyprodukować wiele odmian”, powiedział Cannon. „Większość potrzebnych nam minerałów znajduje się na Ziemi, chociaż niektóre są bardzo trudne do uzyskania”.
Obecnie zespół pracuje nad receptą na symulację gleby Księżyca, a Cannon jest w Montanie, zbierając składniki do tego celu. Księżyc i materiały asteroid są rzadkie i drogie, ponieważ jedyne znane próbki zostały sprowadzone przez astronautów Apollo lub przybyły na Ziemię za pośrednictwem meteorytów w niewielkich ilościach. Dlatego istnieje zapotrzebowanie na symulatory, które mogą przybliżać warunki panujące na tych ciałach.
Zespół ma już około 30 oczekujących zamówień na ich marsjańską glebę, w tym jedno z NASA Kennedy Space Center na około 450 kg (1000 funtów lub pół tony amerykańskiej)! Jednocześnie upublicznili ten przepis, aby inne uniwersytety i instytuty badawcze mogły tworzyć własne wersje. Zapewni to zmniejszenie poziomów niepewności podczas przeprowadzania przyszłych eksperymentów na marsjańskich symulantach gleby.
Zespół jest przekonany, że ich ustandaryzowana recepta na tworzenie gleb pozaziemskich przyspieszy popęd do eksploracji naszego Układu Słonecznego. Już teraz NASA planuje przeprowadzić misję z załogą na Marsa do 2030 roku i rozważa ustanowienie tam trwałej obecności. Prywatne firmy i organizacje, takie jak SpaceX, Blue Origin i MarsOne, również planują eksplorację, a nawet kolonizację Czerwonej Planety.
Niektórzy już rozpoczęli eksperymenty z uprawą roślin ziemi w marsjańskiej i księżycowej glebie, co MarsOne rozpoczęło w 2013 roku z pomocą naukowców z Wageningen University & Research Centre w Holandii. Od tego czasu eksperymentowali z użyciem robaków i gnojowicy świńskiej w celu wzbogacenia i nawożenia marsjańskiego regolitu w celu uzyskania lepszych plonów.
Dzięki standaryzacji procesu, w którym powstają te symulatory gleby, zespół badawczy UFC zapewnił, że przyszłe eksperymenty przyniosą bardziej spójne wyniki. I szczerze mówiąc, czas tych badań nie mógłby być lepszy, biorąc pod uwagę rosnące zainteresowanie kolonizacją Księżyca, Marsa i Układu Słonecznego.
Ale zanim wyślemy astronautów z powrotem na Księżyc lub Marsa na długotrwałe misje (lub nawet zaczniemy rozważać kolonizację gdziekolwiek poza Ziemią), musimy wiedzieć, że nasi astronauci i osadnicy będą mogli hodować własne pożywienie w lokalnym środowisku. Musimy także wiedzieć, że będą w stanie produkować plony rok po roku, zapewniając w ten sposób długoterminowe środowisko. Czy byłoby zbytnio na głowie, gdyby ziemniaki były plonem z wyboru?
I koniecznie obejrzyj ten film z UCF pokazujący, jak zrobili marsjański brud:
