science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Stof is verre van de minste van onze zorgen als we van plan zijn Mars te koloniseren, boek zegt

Stof in de atmosfeer van Mars en de impact ervan op menselijke verkenningen , bewerkt door Joel Levine, samen met Daniel Winterhalter en Russell L. Kershman.

Het spul dat we "vuil" of "bodem" of "aarde" op aarde noemen, staat bekend als "regoliet" op de maan en Mars, maar stof is stof waar je ook gaat.

Stof was een probleem bij de Apollo-maanmissies. De inleiding tot een nieuw boek over planetair stof vertelt over de "grote verrassing" van de puinhoop maanstof gemaakt van ruimtepakken en andere apparatuur, vooral nadat de astronauten het tijdens maanwandelingen en andere externe acties hebben aangewakkerd. Een nieuw boek citeert Apollo 17's Gene Cernan over dit onderwerp.

"Een van de meest verzwarende, beperkende facetten van verkenning van het maanoppervlak is het stof en de hechting aan alles, ongeacht wat voor soort materiaal, of het nu huid is, pak materiaal, metaal, wat het ook is en zijn beperkende, wrijvingsachtige actie op alles wat er gebeurt, ' zei Cernan.

Joël Levine, een onderzoeksprofessor in William &Mary's Department of Applied Science en een lange tijd NASA-wetenschapper, was een van degenen die zagen dat Mars veel is, veel stoffiger dan de maan.

Levine riep in 2017 een panel van ongeveer 100 wetenschappers bijeen om stof op Mars te bespreken:de problemen en mogelijke oplossingen. De workshopdiscussies leverden een boek op, Stof in de atmosfeer van Mars en de impact ervan op menselijke verkenningen , bewerkt door Levine, samen met Daniel Winterhalter en Russell L. Kershman.

Levine zei dat de workshops en het daaropvolgende boek werden ingegeven door de voortgang van plannen voor menselijke expedities naar Mars. Er zijn veel wetenschappelijke uitdagingen die moeten worden aangepakt voordat mensen de Rode Planeet gaan koloniseren, en stof is misschien wel een van de meest hardnekkige.

"Water, zuurstof en voedsel zijn een massatransportprobleem van aarde naar Mars en kunnen worden opgelost met een krachtige vrachtraket, "Zei Levine. Hij ging verder met het beschrijven van oplossingen voor de langere termijn, zoals de ontwikkeling van In-Situ Resource Utilization (ISRU) technologie om zuurstof te produceren uit kooldioxide, het belangrijkste bestanddeel van de atmosfeer van Mars.

Ook, bevroren water is enkele centimeters onder het oppervlak van Mars beschikbaar. Voedsel voor kolonisten op Mars zal afkomstig zijn van hydrocultuurboerderijen. Dat laat straling en stof achter, die beide geavanceerde technologische oplossingen vereisen.

We hebben veel stof hier op aarde en Levine, een 41-jarige veteraan van NASA, zegt dat wetenschappers veel hebben geleerd van aardse stofstormen. Maar Marsstof verschilt in veel opzichten van wat we hier thuis hebben.

In de eerste plaats, het meeste Marsstof komt van één enkele bron, de Mesusae Fossae. Het stof is verpulverd regoliet en bestaat voor bijna 45 procent uit siliciumdioxide. (Het op één na hoogste ingrediënt is ijzeroxide, wat de basis is voor de bijnaam "Rode Planeet.")

Het oppervlak van Mars is behoorlijk winderig. Levine wijst erop dat horizontale en verticale winden een goed gemengd, homogeen stof. Het samenspel van Marswinden, lagere zwaartekracht en andere krachten zorgen voor omstandigheden waarin sommige van de kleinere stofdeeltjes bijna voor onbepaalde tijd in de atmosfeer kunnen blijven hangen.

De workshops van 2016 waren verdeeld in drie panels. Het eerste panel onderzocht de structuur, samenstelling en chemie van Marsstof. De bevindingen, gedetailleerd in het boek, merk op dat we geen vaste kennis hebben over het bestaan ​​van leven op Mars.

"Het is vooral belangrijk om te weten of er microben aanwezig zijn in het wereldwijd circulerende stof met het oog op planetaire bescherming voor een teruggekeerde menselijke missie, Het rapport merkt op. "Het is onvermijdelijk dat dit materiaal zal interageren met mensen en systemen op Mars en sommige zullen door de terugkeermissie naar de aarde worden teruggebracht."

Het rapport van Panel 1 verwijst naar het boek en de film The Andromeda Strain, een werk van Michael Crichton over het uitbreken van een dodelijke buitenaardse microbe, beveelt vervolgens verschillende methoden aan om Marsstof te bemonsteren, zoals het opnemen van kleine lab-on-a-chip-apparaten op alle toekomstige onbemande missies.

Panel 2 ging over de waarschijnlijke impact van Marsstof op de menselijke gezondheid, terwijl Panel 3 keek naar het effect dat de deeltjes op instrumenten zouden kunnen hebben. Beide panelen merkten het gebrek aan informatie op over de samenstelling van regolietstof, wat suggereert dat toekomstige Mars-missies worden voorbereid om de kennisleemtes op te vullen.

Het rapport wordt afgesloten met een overeenkomst tussen de verzamelde missieplanners, wetenschappers, artsen en anderen dat stof op Mars moet worden aangepakt ruim voordat bemande ruimtevaartuigen op de stoffige planeet landen.

"Vooral, er moeten metingen en experimenten worden uitgevoerd op het oppervlak van Mars door voorloperlanders om stofkenmerken vast te stellen die het hardwareontwerp zullen beïnvloeden en om toxicologische gegevens te verstrekken om de gezondheid van de bemanning te beschermen, ’, meldt het rapport.