عندما يحين وقت البدء في القيام ببعثات طاقم منتظمة إلى المريخ ، وربما حتى إنشاء موقع دائم دائم هناك ، سيتعين على رواد الفضاء والمستوطنين المريخيين المحتملين معرفة كيفية العمل مع البيئة المحلية. تذكر هذا المشهد المريخى حيث يضطر رائد الفضاء مارك واتني (مات دامون) إلى زراعة طعامه في قطعة أرض من تربة المريخ؟ حسنًا ، سيكون الأمر مثل هذا كثيرًا ، باستثناء الكثير من الأفواه لإطعامها.
بطبيعة الحال ، معرفة ما إذا كان يمكن القيام بذلك يتطلب قدرا كبيرا من البحث والتجريب. للمساعدة في هذه الجهود ، قام فريق من علماء الفيزياء الفلكية من جامعة سنترال فلوريدا (UCF) مؤخرًا بتطوير طريقة معيارية قائمة على أساس علمي لإنشاء محاكيات التربة المريخية والكويكوبية. هذا الأوساخ المريخية المقلدة ، التي تبلغ 20 دولارًا للكيلوغرام (حوالي 10 دولارات للرطل) ، سيساعد الباحثين على تحديد ما يلزم لزراعة المحاصيل على الكوكب الأحمر.
نُشرت نتائج الفريق مؤخرًا في المجلة العلمية ايكاروس، بعنوان "Mars Global simulant MGS-1: معيار مفتوح قائم على Rocknest لمحاكاة regolith المريخية البازلتية". قاد الفريق كيفن إم كانون ، باحث ما بعد الدكتوراه في UCF ، وشمل أعضاء من مركز الفضاء كيندي التابع لوكالة ناسا ومعهد فلوريدا للتكنولوجيا.
بينما كان الباحثون يستخدمون محاكيات التربة المريخية لبعض الوقت لإجراء الدراسات ، لم تكن هناك طريقة موحدة لإنشائها حتى الآن. على هذا النحو ، لم يتم إجراء أي تجارب يمكن مقارنتها مباشرة بالتجارب الأخرى. ومن ثم ، قام فريق UCF بتطوير صيغة للتراث المريخي على أساس التوقيع الكيميائي للتربة التي تم جمعها من قبل حب الاستطلاع روفر.
كان دان بريت - أستاذ الفيزياء وعضو مجموعة العلوم الكوكبية في UCF ومؤلف مشارك في الدراسة - مسؤولًا أيضًا عن بناء هدفين للمعايرة تم استخدامهما من قِبل حب الاستطلاع روفر. هذه الأهداف هي ما سمح لكاميرات المسبار بالتصحيح لظروف إضاءة كوكب المريخ وجو ثاني أكسيد الكربون والغبار الأصفر ، وبالتالي تمكينها من إعادة الصور التي كانت بألوان حقيقية. كما أوضح في بيان صحفي صدر مؤخراً عن UCF Today:
"المحاكي مفيد للبحوث ونحن نتطلع للذهاب إلى المريخ. إذا أردنا الذهاب ، سنحتاج إلى الغذاء والماء وغيرها من الضروريات. بينما نطور الحلول ، نحتاج إلى طريقة لاختبار كيف ستسير هذه الأفكار ... لن ترغب في اكتشاف أن طريقتك لم تنجح عندما نكون هناك بالفعل. ماذا ستفعل بعد ذلك؟ يستغرق الأمر سنوات للوصول إلى هناك. "
بالإضافة إلى كونه فيزيائيًا ، فإن البروفيسور بريت هو جيولوجي أيضًا ، وبالتالي فهو على دراية تامة عندما يتعلق الأمر بالأوساخ. في الأساس ، تأتي الأوساخ بأشكال عديدة ، اعتمادًا على مصدرها. يمكن خلط المكونات المختلفة (مثل السيليكا والغبار والأكاسيد والجزيئات العضوية) بطرق مختلفة لمحاكاة التربة من أنواع مختلفة من الأشياء - مثل الكويكبات والكواكب.
ومثل الأرض ، يمتلك المريخ أنواعًا مختلفة من التربة اعتمادًا على المنطقة وتاريخها الجيولوجي. على الأرض ، على سبيل المثال ، هناك رمل أسود ورمل أبيض وطين وتربة سطحية - وكلها تنتجها عمليات جيولوجية مختلفة وظروف طقس. الوضع على كوكب المريخ هو نفسه إلى حد كبير ، حيث تم بالفعل العثور على التربة الغنية بالحديد والتربة الغنية بالطين والتربة الغنية بالملح والتربة الغنية بالكربون.
قال كانون: "باستخدام هذه التقنية ، يمكننا إنتاج العديد من الاختلافات". "توجد معظم المعادن التي نحتاجها على الأرض على الرغم من صعوبة الحصول عليها."
يعمل الفريق حاليًا على وصفة لمحاكاة تربة القمر ، وكان مدفع في مونتانا يجمع المكونات لهذا الغرض. مواد القمر والكويكب نادرة ومكلفة حيث أن العينات الوحيدة المعروفة إما أعادها رواد فضاء أبولو ، أو وصلت إلى الأرض عبر النيازك بكميات صغيرة. وبالتالي ، هناك طلب على أجهزة المحاكاة التي يمكنها تقريب الظروف على هذه الأجسام.
لدى الفريق بالفعل حوالي 30 طلبًا معلقًا للتربة المريخية ، بما في ذلك أمر من مركز كنيدي للفضاء التابع لناسا مقابل 450 كجم (1000 رطل أو نصف طن أمريكي)! وفي الوقت نفسه ، قاموا بنشر الوصفة بحيث يمكن للجامعات ومعاهد البحث الأخرى إنشاء إصدارات خاصة بها. سيضمن هذا انخفاض مستويات عدم اليقين عند إجراء التجارب المستقبلية التي تشمل محاكيات التربة المريخية.
الفريق واثق من أن الوصفة القياسية الخاصة بهم لإنشاء تربة خارج العالم سوف تسرع من محرك الأقراص لاستكشاف نظامنا الشمسي. تخطط وكالة ناسا بالفعل للقيام بطاقم طاقم إلى المريخ بحلول عام 2030 ، وتفكر في إنشاء وجود دائم هناك. كما تخطط شركات ومنظمات خاصة مثل SpaceX و Blue Origin و MarsOne لاستكشاف الكوكب الأحمر وحتى استعماره.
بدأ البعض بالفعل في تجربة زراعة نباتات الأرض في تربة المريخ والقمر أيضًا ، وهو ما بدأه MarsOne في عام 2013 بمساعدة باحثين من جامعة واجينينجن ومركز الأبحاث في هولندا. وقد جربوا منذ ذلك الحين استخدام الديدان وملاط الخنازير لإثراء وتخصيب النظام المريخي لتحقيق محاصيل أفضل.
من خلال توحيد العملية التي يتم فيها إنشاء محاكيات التربة هذه ، تأكد فريق البحث في UFC من أن التجارب المستقبلية ستؤدي إلى نتائج أكثر اتساقًا. وبصراحة ، فإن توقيت هذه الدراسة لا يمكن أن يكون أفضل ، بالنظر إلى الاهتمام المتزايد باستعمار القمر والمريخ والنظام الشمسي.
ولكن قبل أن نعيد رواد الفضاء إلى القمر أو المريخ للقيام بمهام طويلة الأمد (أو حتى البدء في التفكير في الاستعمار في أي مكان خارج الأرض) ، نحتاج إلى معرفة أن رواد الفضاء والمستوطنين سيكونون قادرين على زراعة طعامهم في البيئة المحلية. نحتاج أيضًا إلى معرفة أنهم سيكونون قادرين على إنتاج المحاصيل عامًا بعد عام ، وبالتالي ضمان السكن على المدى الطويل. هل سيكون من الصعب جدًا أن تكون البطاطس هي المحصول المفضل؟
واحرص على الاستمتاع بهذا الفيديو من UCF الذي يوضح كيف صنعوا أوساخ المريخ:
