Wenn es an der Zeit ist, regelmäßige Missionen mit Besatzung zum Mars durchzuführen und dort vielleicht sogar einen permanenten Außenposten einzurichten, müssen Astronauten und potenzielle Mars-Siedler wissen, wie sie mit der lokalen Umwelt umgehen sollen. Erinnere dich an diese Szene in Der Marsmensch wo der Astronaut Mark Whatney (Matt Damon) gezwungen ist, sein eigenes Essen auf einem Grundstück auf Marsboden anzubauen? Nun, es wird sehr ähnlich sein, außer dass viel mehr Münder zu füttern sind.
Um zu wissen, ob dies möglich ist, ist natürlich viel Forschung und Experimentieren erforderlich. Um diese Bemühungen zu unterstützen, hat ein Team von Astrophysikern der University of Central Florida (UCF) kürzlich eine wissenschaftlich fundierte, standardisierte Methode zur Herstellung von Mars- und Asteroiden-Bodensimulanzien entwickelt. Dieser nachgeahmte Marsschmutz, der 20 US-Dollar pro Kilogramm kostet, hilft Forschern dabei, herauszufinden, was für den Anbau von Pflanzen auf dem Roten Planeten erforderlich ist.
Die Ergebnisse des Teams wurden kürzlich in der Fachzeitschrift veröffentlicht Ikarusmit dem Titel „Mars Global Simulant MGS-1: Ein offener Rocknest-basierter Standard für Basalt-Mars-Regolith-Simulanzien“. Das Team wurde von Kevin M. Cannon, einem Postdoktoranden an der UCF, geleitet und bestand aus Mitgliedern des Kennedy Space Center der NASA und des Florida Institute of Technology.
Während Forscher seit einiger Zeit Mars-Bodensimulanzien verwenden, um Studien durchzuführen, gibt es bisher keine standardisierte Methode, um diese zu erstellen. Daher wurden keine Experimente durchgeführt, die direkt mit anderen verglichen werden könnten. Aus diesem Grund entwickelte das UCF-Team eine Formel für den Mars-Regolithen, die auf der chemischen Signatur der von der EU gesammelten Böden basiert Neugierde Rover.
Dan Britt - Professor für Physik, Mitglied der UCF Planetary Sciences Group und Mitautor der Studie - war auch für die Erstellung von zwei Kalibrierungszielen verantwortlich, die von der Neugierde Rover. Diese Ziele ermöglichten es den Kameras des Rovers, die Lichtverhältnisse des Mars, die Kohlendioxidatmosphäre und den gelben Staub zu korrigieren und so Bilder in Originalfarbe zurückzusenden. Wie er kürzlich in einer Pressemitteilung von UCF Today erklärte:
„Das Simulans ist nützlich für die Forschung, wenn wir zum Mars wollen. Wenn wir gehen wollen, brauchen wir Nahrung, Wasser und andere wichtige Dinge. Während wir Lösungen entwickeln, müssen wir testen, wie sich diese Ideen auswirken werden. Sie möchten nicht feststellen, dass Ihre Methode nicht funktioniert hat, als wir tatsächlich dort waren. Was würden Sie dann tun? Es dauert Jahre, um dorthin zu gelangen. “
Prof. Britt ist nicht nur Physiker, sondern auch Geologe und daher sehr gut informiert, wenn es um Schmutz geht. Schmutz kommt im Wesentlichen in vielen Formen vor, je nachdem, woher er kommt. Die verschiedenen Bestandteile (d. H. Kieselsäure, Staub, Oxide, organische Moleküle) können auf verschiedene Weise gemischt werden, um den Boden von verschiedenen Arten von Objekten - wie Asteroiden und Planeten - zu simulieren.
Und ähnlich wie die Erde hat der Mars je nach Region und geologischer Geschichte unterschiedliche Bodentypen. Auf der Erde gibt es zum Beispiel schwarzen Sand, weißen Sand, Ton und Mutterboden, die alle durch unterschiedliche geologische Prozesse und Witterungsbedingungen erzeugt werden. Auf dem Mars ist die Situation ähnlich: Eisenreiche Böden, tonreiche Böden, salzreiche Böden und kohlenstoffreiche Böden wurden bereits gefunden.
"Mit dieser Technik können wir viele Variationen produzieren", sagte Cannon. "Die meisten Mineralien, die wir brauchen, befinden sich auf der Erde, obwohl einige sehr schwer zu beschaffen sind."
Derzeit arbeitet das Team an einem Rezept für ein Mondbodensimulans. Cannon ist in Montana und sammelt Zutaten für diesen Zweck. Mond- und Asteroidenmaterialien sind selten und teuer, da die einzigen bekannten Proben entweder von den Apollo-Astronauten zurückgebracht wurden oder in kleinen Mengen über Meteoriten auf die Erde kamen. Daher besteht ein Bedarf an Simulanzien, die die Bedingungen auf diesen Körpern annähern können.
Das Team hat bereits ungefähr 30 ausstehende Bestellungen für seinen Marsboden, darunter eine vom Kennedy Space Center der NASA für ungefähr 450 kg (1000 lbs oder eine halbe US-Tonne)! Gleichzeitig haben sie das Rezept veröffentlicht, damit andere Universitäten und Forschungsinstitute ihre eigenen Versionen erstellen können. Dadurch wird sichergestellt, dass die Unsicherheit verringert wird, wenn zukünftige Experimente mit Marsbodensimulanzien durchgeführt werden.
Das Team ist zuversichtlich, dass sein standardisiertes Rezept für die Schaffung von Böden außerhalb der Welt den Antrieb zur Erforschung unseres Sonnensystems beschleunigen wird. Die NASA plant bereits, bis 2030 eine Mission mit Besatzung zum Mars durchzuführen, und erwägt, dort eine dauerhafte Präsenz aufzubauen. Private Unternehmen und Organisationen wie SpaceX, Blue Origin und MarsOne planen ebenfalls, den Roten Planeten zu erkunden und sogar zu kolonisieren.
Einige haben bereits begonnen, mit dem Anbau von Erdpflanzen auf Mars- und Mondboden zu experimentieren. MarsOne begann bereits 2013 mit Hilfe von Forschern des Wageningen University & Research Center in den Niederlanden. Seitdem haben sie mit der Verwendung von Würmern und Schweinegülle experimentiert, um den Mars-Regolithen anzureichern und zu düngen, um bessere Ernteerträge zu erzielen.
Durch die Standardisierung des Prozesses, in dem diese Bodensimulanzien hergestellt werden, hat das UFC-Forschungsteam sichergestellt, dass zukünftige Experimente konsistentere Ergebnisse liefern. Und ehrlich gesagt könnte der Zeitpunkt dieser Studie angesichts des wachsenden Interesses an der Kolonisierung von Mond, Mars und Sonnensystem nicht besser sein.
Bevor wir jedoch Astronauten für Langzeitmissionen zum Mond oder Mars zurückschicken (oder sogar darüber nachdenken, irgendwo außerhalb der Erde zu kolonisieren), müssen wir wissen, dass unsere Astronauten und Siedler in der Lage sein werden, ihre eigene Nahrung in der lokalen Umgebung anzubauen. Wir müssen auch wissen, dass sie Jahr für Jahr Pflanzen produzieren können, um so eine langfristige Besiedlung zu gewährleisten. Wäre es zu auf der Nase, wenn Kartoffeln die Ernte der Wahl wären?
Und genießen Sie dieses Video von UCF, das zeigt, wie sie ihren Mars-Dreck hergestellt haben:
