U nadolazećim desetljećima, više svemirskih agencija i privatnih tvrtki planira uspostaviti postaje na Mjesecu i Marsu. Ove postaje će omogućiti dugotrajne boravke, astrobiološka istraživanja i olakšati buduća istraživanja Sunčevog sustava. No, rad posada daleko od Zemlje tijekom dužeg razdoblja donosi ozbiljne logističke izazove.
S obzirom na udaljenosti i troškove, slanje misija za opskrbu bit će nepraktično i skupo. Stoga je oslanjanje na lokalne resurse za zadovoljenje potreba misije, poznato kao in-situ korištenje resursa (ISRU), od ključne važnosti.
Potreba za ISRU posebno je izražena na Marsu jer bi misije opskrbe mogle trajati između šest i devet mjeseci. Srećom, Mars obiluje resursima koji se mogu iskoristiti za proizvodnju kisika, goriva, vode, tla za uzgoj hrane te građevinskog materijala.
ISRU – istraživanje potencijala Marsa
Tim predvođen istraživačima s Freie Universität Berlin procijenio je potencijal iskorištavanja resursa iz nekoliko već identificiranih naslaga hidratiziranih minerala na površini Marsa. Također su procijenili količinu vode i minerala koji se mogu dobiti te njihove moguće primjene.
Studiju je vodio Christoph Gross, poslijedoktorand u Grupi za planetarne znanosti i daljinsko istraživanje na Institutu za geološke znanosti, Freie Universität Berlin. U timu su sudjelovali istraživači iz SETI Instituta, NASA-inog Ames Research Centra, Institut d’Astrophysique Spatiale i Njemačkog centra za zrakoplovstvo i svemir (DLR). Njihov rad, pod naslovom objavljen je u časopisu Acta Astronautica.
NASA i druge svemirske agencije ulažu u ISRU tehnologije kako bi značajno smanjile ukupnu masu koja se mora poslati na Mjesec ili Mars za podršku ljudskim istraživanjima. Primjeri ovih napora uključuju Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment (MOXIE) na NASA-inom roveru Perseverance, koji je proizveo kisik iz atmosferskog ugljikovog dioksida na Marsu. Europska svemirska agencija (ESA) također priprema misiju za demonstraciju ISRU-a kako bi pokazala da se voda i kisik mogu proizvesti iz leda prikupljenog na Mjesecu.
Primjena lokalnih resursa
Ovi resursi imali bi primjenu u sustavima za podršku životu, osiguravajući da posade misija imaju zrak za disanje i vodu za piće i navodnjavanje. Također bi se koristili za napajanje i pogon, osiguravajući vodik za gorivne ćelije ili reaktore te stvaranje tekućeg vodika (LH2) i tekućeg kisika (LOX) kao goriva. Na Marsu je većina vode koncentrirana u polarnim ledenim kapama i permafrostu ili u džepovima hidratiziranih minerala gdje je nekada tekla voda.
Gross i njegovi kolege usredotočili su se na lokacije s hidratiziranim mineralima jer nude potencijal za vađenje vode izravno na površini i na nižim geografskim širinama. Prema Grossu, ove naslage imaju potencijalne primjene resursa koje nadilaze samo vodu:
“Hidratizirani minerali na Marsu najveći su poznati rezervoar vode na Marsu do danas (uglavnom sulfati i filosilikati). Voda se relativno lako može izvući iz sulfata, a kako je opisano u radu, minerali se mogu koristiti i kao gnojivo za proizvodnju hrane. Filosilikati se mogu koristiti kao građevinski materijal ili, na primjer, za keramiku. Voda je najvažniji resurs, posebno za proizvodnju goriva.”
Identifikacija potencijalnih lokacija
Tim je analizirao različite geografske lokacije gdje su identificirani hidratizirani minerali, koristeći podatke instrumenta Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM) na NASA-inom Mars Reconnaissance Orbiteru (MRO). Među analiziranim područjima su Mawrth Vallis, drevni kanal poplava u sjevernoj hemisferi Marsa, te Juventae Chasma, 5 km dubok bazen smješten sjeverno od Valles Marineris.
“Regije koje sadrže različite materijale mogle bi biti zanimljive,” rekao je Gross. “Mjesto mora biti lako dostupno, dakle ne smije biti u kanjonu, i trebalo bi biti blizu zanimljivih znanstvenih lokacija. Također bih podržao ideju o postaji u ekvatorijalnim regijama gdje temperature nisu prehladne. Meridiani Planum je vrući kandidat. Pokušat ćemo istražiti resurse i tamo.”
Gross i njegovi kolege preporučili su dehidraciju mono- i poli-hidratiziranih sulfata kao najbolji pristup za vađenje resursa, jer postoje metode koje su relativno jednostavne, brze i energetski učinkovite. Također predlažu slanje robotskih misija prije dolaska astronauta kako bi izviđale, procijenile i počele sakupljati i obrađivati resurse.
“Robotske misije mogle bi započeti rudarstvo i rafiniranje resursa, posebno za proizvodnju goriva,” rekao je Gross. “NASA i privatne tvrtke provode mnoge studije po tom pitanju. Robotska izgradnja habitata ili pre-produkcija kisika su također zamislivi projekti.”
Ova analiza otvara nove mogućnosti za istraživanje i dugoročne postaje na Marsu. Iako se polarne regije smatraju dobrim mjestom za izgradnju budućih postaja zbog obilja smrznute vode, vađenje ovog leda, posebno iz dubokih podzemnih izvora, bit će skupo i ograničavajuće. Moguća uporaba hidratiziranih minerala nudi alternativu za ISRU operacije na Marsu, otvarajući lokacije u ekvatorijalnoj regiji za istraživanje i stvaranje postaja.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
