Коли настане час розпочати регулярні місійні команди на Марс і, можливо, навіть створити там постійний форпост, космонавтам та потенційним марсіанським поселенцям доведеться знати, як працювати з місцевим середовищем. Згадайте цю сцену в Марсіанець де астронавт Марк Уотні (Метт Деймон) змушений вирощувати власну їжу на ділянці марсіанських ґрунтів? Що ж, буде так багато, хіба що з набагато більшим ротом нагодувати.
Природно, що знати, чи можна це зробити, вимагає великих досліджень та експериментів. Для сприяння цим зусиллям команда астрофізиків з Університету Центральної Флориди (UCF) нещодавно розробила науково обґрунтований стандартизований метод створення марсіанських та астероїдних симуляторів ґрунту. Цей імітаційний марсіанський бруд, який коштує 20 доларів за кілограм (близько 10 доларів за фунт), допоможе дослідникам визначити, що потрібно для вирощування сільськогосподарських культур на Червоній планеті.
Результати роботи команди були нещодавно опубліковані в науковому журналі Ікарпід назвою «Марсальний глобальний симулятор MGS-1: відкритий стандарт на основі Rocknest для моделювання базальтових марсіанських реголітів». Команду очолював Кевін М. Кеннон, докторський науковий співробітник UCF, до складу якого входили члени космічного центру Кеннеді NASA та Флоридського технологічного інституту.
Хоча дослідники вже деякий час використовують марсіанські симулятори ґрунту для проведення досліджень, поки що не існує стандартизованого методу їх створення. Таким чином, не проводилось жодних експериментів, які можна було б порівняти безпосередньо з іншими. Отже, чому команда UCF розробила формулу марсіанського реголіту на основі хімічного підпису ґрунтів, зібраних Цікавість ровер.
Ден Бріт - професор фізики, член групи планетарних наук UCF та співавтор дослідження - також відповідав за створення двох калібрувальних цілей, які використовували Цікавість ровер. Ці цілі дозволили фотоапаратам ровера виправити умови освітлення Марса, атмосферу вуглекислого газу та жовтий пил, тим самим дозволяючи йому надсилати назад зображення у справжньому кольорі. Як він пояснив у нещодавньому випуску новин UCF Today:
«Симулятор корисний для досліджень, коли ми хочемо поїхати на Марс. Якщо ми збираємось їхати, нам знадобиться їжа, вода та інші речі першої необхідності. Поки ми розробляємо рішення, нам потрібен спосіб перевірити, як пройдуть ці ідеї ... Ви б не хотіли виявляти, що ваш метод не працює, коли ми насправді є. Що б ти зробив тоді? Щоб дістатися туди, потрібні роки ».
Окрім того, що є фізиком, професор Бріт є також геологом, а тому досить обізнаний, коли мова йде про бруд. По суті, бруд надходить у багатьох формах, залежно від того, звідки вони беруться. Різні інгредієнти (наприклад, кремнезем, пил, оксиди, органічні молекули) можуть змішуватися різними способами для імітації ґрунту з різних типів об'єктів - таких як астероїди та планети.
І подібно до Землі, Марс має різні типи ґрунту залежно від регіону та його геологічної історії. Наприклад, на Землі є чорний пісок, білий пісок, глина та надр - все це виробляється в різних геологічних процесах та погодних умовах. На Марсі ситуація майже однакова: ґрунти, багаті залізом, ґрунти, багаті глиною, ґрунти, багаті солями та ґрунти, багаті вуглецем, вже знайдені.
"Завдяки цій техніці ми можемо створити безліч варіацій", - сказав Кеннон. "Більшість потрібних нам корисних копалин знаходиться на Землі, хоча деякі з них дуже важко отримати".
В даний час команда працює над рецептом симулятора грунту на Місяці, і Кеннон в Монтані збирає для цього інгредієнти. Місячні та астероїдні матеріали є рідкісними та дорогими, оскільки єдині відомі зразки або були повернуті астронавтами Аполлона, або прибули на Землю через метеорити в невеликій кількості. Отже, чому існує попит на симулятори, які можуть наближати умови до цих органів.
Команда вже має близько 30 відкладених замовлень на свій марсіанський грунт, включаючи одне з космічного центру Кеннеді НАСА близько 450 кг (1000 фунтів або половину тонни США)! У той же час вони оприлюднили рецепт, щоб інші університети та науково-дослідні інститути могли створити власні версії. Це забезпечить зниження рівня невизначеності при проведенні майбутніх експериментів із марсіанськими симуляторами ґрунту.
Команда впевнена, що їх стандартизований рецепт створення ґрунтів поза світом прискорить потяг до вивчення нашої Сонячної системи. Вже НАСА планує провести до 2030-х років експедиційну місію на Марс і розглядає можливість встановити там постійну присутність. Приватні компанії та організації, такі як SpaceX, Blue Origin та MarsOne, також планують вивчити та навіть колонізувати Червону планету.
Деякі вже почали експериментувати з вирощуванням рослин Землі в марсіанських та місячних грунтах, які MarsOne розпочав ще в 2013 році за допомогою дослідників з Університету Вагенінген та дослідницького центру в Нідерландах. З тих пір вони експериментували з використанням глистів та свинячої суспензії для збагачення та запліднення марсіанських реголітів для досягнення кращих урожаїв.
Стандартизувавши процес, в якому створені ці симулятори ґрунту, дослідницька група UFC забезпечила, що майбутні експерименти дадуть більш послідовні результати. І, чесно кажучи, терміни цього дослідження не могли бути кращими, враховуючи зростаючий інтерес до колонізації Місяця, Марса та Сонячної системи.
Але перш ніж відправити космонавтів назад на Місяць або Марс для тривалих місій (або навіть почати роздумувати про колонізацію де-небудь за межами Землі), ми повинні знати, що наші космонавти та переселенці зможуть вирощувати власну їжу в місцевих умовах. Ми також повинні знати, що вони зможуть виробляти врожай рік за роком, забезпечуючи тим самим довгострокове проживання. Це було б занадто на носі, якби картопля була врожаєм вибору?
І обов'язково насолоджуйтесь цим відео з UCF, де показано, як вони зробили свій марсіанський бруд:
