Имитатор марсианского реголита - Martian regolith simulant

Небольшая свая ООО МАРС-1А[1]
Банка имитатора марсианского реголита ОАО «МАРС-1А».

Имитатор марсианского реголита (или же Имитатор марсианской почвы) представляет собой земной материал, который используется для моделирования химических и механических свойств Марсианский реголит для исследований, экспериментов и прототип тестирование мероприятий, связанных с марсианским реголитом, таких как пылеулавливание транспортного оборудования, расширенное системы жизнеобеспечения и использование ресурсов на месте.

Вариации

ОАО «Марс-1» и ОАО «Марс-1А»

После Лендеры викингов и Марсоход Pathfinder приземлился на Марс, бортовые приборы использовались для определения свойств Марсианский грунт на площадках посадки. Исследования Марсианский грунт свойства привели к разработке марсианского реголита Марс-1 в НАСА. Космический центр Джонсона в 1998 г.[2][3] Он содержал палагонитический тефра с размер частицы фракция менее 1 миллиметра. Палагонитовая тефра, которая стеклянный вулканический пепел измененный при низкой температуре, был добыт в карьере Пу'у Нене шлаковый конус. Исследования конуса, расположенного между Мауна-Лоа и Мауна-Кеа в Гавайи, указывают на то, что тефра является близким спектральным аналогом ярких областей Марса.[4]

Когда исходные поставки ОАО «Марс-1» закончились, возникла потребность в дополнительных материалах. НАСА Центр космических полетов Маршалла заключила контракт с Orbital Technologies Corporation на поставку 16 метрических тонн лунных и марсианских симуляторов. Компания также предоставила другим заинтересованным сторонам дополнительные восемь тонн марсианского имитатора.[5][6] Однако с 2017 года ОАО «Марс-1А» ​​больше не выпускается.

После измельчения для уменьшения размера частиц ОАО «Марс-1А» ​​может геополимеризовать в щелочных растворах, образующих твердый материал. Тесты показывают, что максимальная сжимающий и предел прочности при изгибе «марсианский» геополимер сопоставим с обычным глиняным кирпичом.[7]

Геополимеры из лунного (АО-1А ) и марсианские (ОАО «МАРС-1А») имитаторы пыли производства Бирмингемский университет[7]

MMS

MMS или Mojave Mars Simulant был разработан в 2007 году для решения некоторых проблем с ЗАО «Марс-1». Хотя ОАО «Марс-1» имитировал цвет марсианского реголита, он показал плохие результаты по многим параметрам, включая его гигроскопичный тенденции - он претерпел выветривание притягивает воду, делая ее более глина -подобно. MMS, однако, был гигроскопически инертным из-за минимального атмосферного воздействия и способа дробления, что позволило ему лучше имитировать, среди прочего, эту особенность марсианского реголита. MMS был обнаружен в природе в виде целых горных пород в вулканическом образовании недалеко от города Борон, Калифорния, в западном Пустыня Мохаве. После дробления базальт пески были обработаны и отсортированы по размеру: грубый MMS и мелкий MMS. MMS Dust состоит из более мелких базальтовых частиц, соответствующих гранулометрическому составу Марсианская пыль. Отдельное вулканическое событие создало красный цвет зола который добывается и измельчается для создания MMS Cinder.[3]

МГС-1

MGS-1 или Mars Global Simulant был разработан, начиная с 2018 года, как первый минералогически точный имитатор марсианского реголита.[8] Он основан на почве Rocknest в Кратер шторма на Марсе, который был подробно проанализирован Марсоход НАСА Curiosity. MGS-1 производится путем смешивания чистых минералов в точных пропорциях с реалистичным гранулометрическим составом. Симулятор доступен в некоммерческой лаборатории Exolith Lab.[9] на Университет Центральной Флориды. MGS-1 не включает перхлораты по умолчанию, поэтому не может быть использован для проверки эффектов этого аспекта марсианского реголита.[8][10] Однако конечные пользователи могут добавлять в материал перхлоратные соли или другие супероксиды.

Риск для здоровья

Мелкодисперсная пыль ОАО «МАРС-1А» внутри контейнера[11]

Воздействие имитаторов реголита может представлять определенный риск для здоровья из-за мелких частиц и наличия кристаллического кремнезема. ОАО «Марс-1А» ​​имеет небольшую опасность при вдыхании и попадании в глаза, что может вызвать раздражение глаз и дыхательные пути. Было проведено исследование токсичности имитаторов для клеток организма. ОАО «МАРС-1» считается дозозависимым цитотоксичность. Поэтому рекомендуется принять меры предосторожности для сведения к минимуму воздействия мелкой пыли в крупномасштабных инженерных приложениях.[12]

Хотя перхлораты были обнаружены на Марсе в 2008 г. Посадочный модуль Феникс, ни один из симуляторов не включает перхлораты. Это снижает риск для здоровья, создаваемый имитаторами, по сравнению с фактическими. Марсианский грунт. Ранние имитаторы предшествовали этому открытию, но последний имитатор, MGS-1, до сих пор не включает их.[8].

Структурное использование

Исследование в UCSD показали, что марсианский реголит может быть сформирован сам по себе в очень прочные кирпичи с приложением давления.[13][14]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Имитатор почвы Луны и Марса". Орбитек. Получено 27 апреля 2014.
  2. ^ J.G. Мантовани; C.I. Calle. «Диэлектрические свойства имитатора марсианского грунта» (PDF). Космический центр Кеннеди НАСА. Архивировано из оригинал (PDF) 5 марта 2016 г.. Получено 10 мая 2014.
  3. ^ а б Beegle, L.W .; Г. Х. Петерс; Г. С. Мунгас; Г. Х. Бирман; Дж. А. Смит; Р. К. Андерсон (2007). Марсианский симулятор Мохаве: новый симулятор марсианской почвы (PDF). Луна и планетология XXXVIII. Получено 27 апреля 2014.
  4. ^ Allen, C.C .; Моррис, Р. В .; Lindstrom, D. J .; Lindstrom, M. M .; Локвуд, Дж. П. (март 1997 г.). АО "Марс-1": имитатор марсианского реголита (PDF). Исследование Луны и планет XXVIII. Архивировано из оригинал (PDF) 10 сентября 2014 г.. Получено 28 апреля 2014.
  5. ^ «Симуляторы лунных и марсианских грунтов АО-1А». ООО «Планета». Архивировано из оригинал 28 апреля 2014 г.. Получено 28 апреля 2014.
  6. ^ «Познакомьтесь с другой планетой: теперь доступен симулятор марсианской почвы». Пресс-релиз Orbitec. 26 октября 2007 г.. Получено 28 апреля 2014.
  7. ^ а б Алексиадис, Альберини, Мейер; Геополимеры из имитаторов лунного и марсианского грунта, Adv. Space Res. (2017) 59: 490–495, Дои:10.1016 / j.asr.2016.10.003
  8. ^ а б c Кэннон, Кевин (январь 2019). "Глобальный симулятор Марса MGS-1: Открытый стандарт на основе Rocknest для имитаторов базальтового марсианского реголита". Икар. 317 (1): 470–478. Дои:10.1016 / j.icarus.2018.08.019.
  9. ^ Exolith Lab
  10. ^ «Токсичный Марс: астронавты должны иметь дело с перхлоратом на Красной планете». space.com. Получено 26 ноября 2018.
  11. ^ Паркер, Холли. "ВИДЕТЬ КРАСНЫЙ: выставка Марса прибывает в планетарий Бразоспорта (091012 марта 3)". Факты, Клют, Техас. Получено 29 апреля 2014.
  12. ^ Защелка, JN; Гамильтон РФ, младший; Холиан, А; Джеймс, JT; Лам, CW (январь 2008 г.). «Токсичность имитаторов лунной и марсианской пыли для альвеолярных макрофагов, изолированных от людей-добровольцев». Ингаляционная токсикология. 20 (2): 157–65. CiteSeerX  10.1.1.474.1877. Дои:10.1080/08958370701821219. PMID  18236230.
  13. ^ «Инженеры изучают простой рецепт изготовления кирпичей из марсианской почвы без выпечки». ScienceDaily. 27 апреля 2017 г.. Получено 13 января, 2019.
  14. ^ Чоу, Брайан Дж .; Чен, Цехан; Чжун, Инь; Цяо, Ю (2017-04-27). «Прямое формирование структурных компонентов с использованием имитатора марсианского грунта». Научные отчеты. 7 (1): 1151. Дои:10.1038 / s41598-017-01157-w. ISSN  2045-2322. ЧВК  5430746. PMID  28450723.