Когда придет время начинать проводить регулярные миссии с экипажем на Марс и, возможно, даже создать там постоянную заставу, астронавты и потенциальные марсианские поселенцы должны будут знать, как работать с местной средой. Помните эту сцену в Марсианин где астронавт Марк Уэйни (Мэтт Дэймон) вынужден выращивать собственную еду на участке марсианской земли? Ну, это будет очень похоже, за исключением того, что нужно кормить гораздо больше ртов.
Естественно, знание того, можно ли это сделать, требует больших исследований и экспериментов. Чтобы помочь этим усилиям, команда астрофизиков из Университета Центральной Флориды (UCF) недавно разработала научно обоснованный стандартизированный метод создания марсианских и астероидных имитаторов почвы. Эта имитация марсианской грязи, которая стоит 20 долларов за килограмм (около 10 долларов за фунт), поможет исследователям определить, что нужно для выращивания сельскохозяйственных культур на Красной планете.
Выводы команды были недавно опубликованы в научном журнале Икарпод названием «Марс глобальный симулятор MGS-1: открытый стандарт на основе Rocknest для базальтовых марсианских симуляторов реголита». Команду возглавлял Кевин М. Кэннон, постдокторский исследователь UCF, и в ее состав входили члены из Космического центра им. Кеннеди НАСА и Технологического института Флориды.
В то время как исследователи использовали марсианские имитаторы почвы в течение некоторого времени для проведения исследований, до сих пор не было стандартизированного метода для его создания. Таким образом, не было проведено никаких экспериментов, которые можно было бы сравнить непосредственно с другими. Поэтому команда UCF разработала формулу для марсианского реголита, основанную на химической характеристике почв, которые были собраны Любопытство ровер.
Дэн Бритт - профессор физики, член группы UCF по планетарным наукам и соавтор исследования - также отвечал за построение двух калибровочных целей, которые использовались Любопытство ровер. Эти цели позволили камерам ровера скорректировать условия освещения Марса, атмосферу углекислого газа и желтую пыль, что позволило ему отправлять обратно изображения, которые были в реальном цвете. Как он объяснил в недавнем выпуске новостей UCF Today:
«Имитатор полезен для исследований, так как мы собираемся отправиться на Марс. Если мы собираемся идти, нам понадобятся еда, вода и другие предметы первой необходимости. Поскольку мы разрабатываем решения, нам нужен способ проверить, как будут развиваться эти идеи ... Вы не хотели бы обнаруживать, что ваш метод не работает, когда мы на самом деле там. Что бы вы сделали тогда? Чтобы добраться туда, нужны годы ».
Профессор Бритт не только физик, но и геолог, поэтому он достаточно хорошо осведомлен, когда дело доходит до грязи. По сути, грязь бывает разных форм, в зависимости от того, откуда они берутся. Различные ингредиенты (то есть кремнезем, пыль, оксиды, органические молекулы) можно смешивать различными способами для имитации почвы от различных типов объектов - таких как астероиды и планеты.
Как и у Земли, у Марса есть разные типы почв в зависимости от региона и его геологической истории. Например, на Земле есть черный песок, белый песок, глина и верхний слой почвы - все это происходит в результате различных геологических процессов и погодных условий. На Марсе ситуация почти такая же, с богатыми железом, глинистыми, солеными и углеродистыми почвами.
«С помощью этой техники мы можем производить множество вариаций», - сказал Кэннон. «Большинство минералов, которые нам нужны, найдены на Земле, хотя некоторые очень трудно получить».
В настоящее время команда работает над рецептом лунного имитатора почвы, и Кэннон находится в Монтане, собирая ингредиенты для этой цели. Материалы Луны и астероидов редки и дороги, поскольку единственные известные образцы были либо возвращены астронавтами Аполлона, либо доставлены на Землю через метеориты в небольших количествах. Следовательно, почему существует спрос на симуляторы, которые могут приближаться к условиям на этих телах.
У команды уже есть около 30 ожидающих заказов на их марсианскую землю, в том числе один из Космического центра Кеннеди НАСА на 450 кг (1000 фунтов или половина тонны США)! В то же время они обнародовали рецепт, чтобы другие университеты и исследовательские институты могли создавать свои собственные версии. Это обеспечит снижение уровней неопределенности при проведении будущих экспериментов с марсианскими имитаторами почвы.
Команда уверена, что их стандартизированный рецепт создания почв за пределами мира ускорит процесс исследования нашей Солнечной системы. НАСА уже планирует провести миссию с экипажем на Марс к 2030-м годам и обдумывает создание там постоянного присутствия. Частные компании и организации, такие как SpaceX, Blue Origin и MarsOne, также планируют исследовать и даже колонизировать Красную планету.
Некоторые уже начали экспериментировать с растущими земными растениями на марсианской и лунной почвах, которые MarsOne начал еще в 2013 году с помощью исследователей из Вагенингенского университета и исследовательского центра в Нидерландах. С тех пор они экспериментировали с использованием червей и свиного навоза для обогащения и оплодотворения марсианского реголита для достижения лучших урожаев.
Стандартизируя процесс, в котором создаются эти почвенные симуляторы, исследовательская группа UFC обеспечила, чтобы будущие эксперименты давали более последовательные результаты. И, честно говоря, сроки этого исследования не могли быть лучше, учитывая растущий интерес к колонизации Луны, Марса и Солнечной системы.
Но прежде чем мы отправим астронавтов обратно на Луну или Марс для длительных миссий (или даже начнем созерцать колонизацию где-либо за пределами Земли), мы должны знать, что наши астронавты и поселенцы смогут выращивать свою собственную еду в местной среде. Нам также необходимо знать, что они смогут выращивать урожай год за годом, обеспечивая тем самым долгосрочное жилье. Было бы слишком на носу, если бы картофель был предпочтительным урожаем?
И убедитесь, что вам понравилось это видео из UCF, показывающее, как они сделали свою марсианскую грязь:
