Khi đến lúc bắt đầu thực hiện các nhiệm vụ phi hành đoàn thường xuyên lên Sao Hỏa, và thậm chí có thể thiết lập một tiền đồn lâu dài ở đó, các phi hành gia và người định cư sao Hỏa tiềm năng sẽ phải biết cách làm việc với môi trường địa phương. Nhớ cảnh đó trong Sao Hỏa nơi phi hành gia Mark Whatney (Matt Damon) bị buộc phải tự trồng thực phẩm trong một mảnh đất của sao Hỏa? Chà, nó sẽ giống như vậy, ngoại trừ có nhiều miệng ăn hơn.
Đương nhiên, biết nếu điều này có thể được thực hiện đòi hỏi rất nhiều nghiên cứu và thử nghiệm. Để hỗ trợ những nỗ lực này, một nhóm các nhà vật lý thiên văn từ Đại học Trung tâm Florida (UCF) gần đây đã phát triển một phương pháp chuẩn hóa dựa trên cơ sở khoa học để tạo ra các mô phỏng đất sao Hỏa và tiểu hành tinh. Bụi bẩn sao Hỏa giả này, với giá 20 đô la một kg (khoảng 10 đô la một pound), sẽ giúp các nhà nghiên cứu xác định những gì nó cần để trồng trọt trên Hành tinh Đỏ.
Kết quả nghiên cứu của nhóm đã được công bố gần đây trên tạp chí khoa học Icarus, có tiêu đề mô phỏng toàn cầu Mars Mars MGS-1: Một tiêu chuẩn mở dựa trên Rocknest cho regolith martian basolic simulants. Nhóm nghiên cứu được dẫn dắt bởi Kevin M. Cannon, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại UCF, và bao gồm các thành viên từ Trung tâm Vũ trụ Kennedy của NASA và Viện Công nghệ Florida.
Mặc dù các nhà nghiên cứu đã sử dụng mô phỏng đất sao Hỏa trong một thời gian để tiến hành nghiên cứu, cho đến nay vẫn chưa có phương pháp tiêu chuẩn hóa nào để tạo ra nó. Như vậy, không có thí nghiệm nào được tiến hành có thể so sánh trực tiếp với các thí nghiệm khác. Do đó, tại sao nhóm UCF đã phát triển một công thức cho regolith sao Hỏa dựa trên chữ ký hóa học của các loại đất được thu thập bởi Tò mò rover
Dan Britt - giáo sư vật lý, thành viên của Nhóm Khoa học Hành tinh UCF và đồng tác giả của nghiên cứu - cũng chịu trách nhiệm xây dựng hai mục tiêu hiệu chuẩn được sử dụng bởi Tò mò rover Những mục tiêu này là những gì cho phép các máy ảnh rover của Chỉnh sửa điều kiện ánh sáng của Mars Mars, bầu không khí carbon dioxide và bụi vàng, do đó cho phép nó gửi lại hình ảnh có màu thật. Như ông đã giải thích trong một bản tin mới đây của UCF Today:
Các simulant rất hữu ích cho nghiên cứu khi chúng ta tìm đến Sao Hỏa. Nếu chúng ta sẽ đi, chúng ta sẽ cần thức ăn, nước và các nhu yếu phẩm khác. Khi chúng tôi đang phát triển các giải pháp, chúng tôi cần một cách để kiểm tra xem những ý tưởng này sẽ có giá trị như thế nào. Bạn sẽ muốn khám phá ra rằng phương pháp của bạn đã không hoạt động khi chúng tôi thực sự ở đó. Bạn sẽ làm gì sau đó? Phải mất nhiều năm để đến đó.
Ngoài việc là một nhà vật lý, Giáo sư Britt còn là một nhà địa chất, và do đó khá am hiểu khi nói đến bụi bẩn. Về cơ bản, bụi bẩn có nhiều dạng, tùy thuộc vào nơi chúng đến. Các thành phần khác nhau (nghĩa là silica, bụi, oxit, phân tử hữu cơ) có thể được trộn lẫn theo nhiều cách khác nhau để mô phỏng đất từ các loại vật thể khác nhau - chẳng hạn như tiểu hành tinh và hành tinh.
Và giống như Trái đất, sao Hỏa có các loại đất khác nhau tùy thuộc vào khu vực và lịch sử địa chất của nó. Trên trái đất, ví dụ, có cát đen, cát trắng, đất sét và lớp đất mặt - tất cả đều được tạo ra bởi các quá trình địa chất và điều kiện thời tiết khác nhau. Trên sao Hỏa, tình hình cũng giống như vậy, với đất giàu sắt, đất giàu đất sét, đất giàu muối và đất giàu carbon đã được tìm thấy.
Với kỹ thuật này, chúng tôi có thể tạo ra nhiều biến thể, Cannon nói. Hầu hết các khoáng chất chúng ta cần đều được tìm thấy trên Trái đất mặc dù một số rất khó thu được.
Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang nghiên cứu một công thức cho mô phỏng đất Mặt trăng và Cannon đang ở Montana để thu thập các thành phần cho mục đích này. Vật liệu mặt trăng và tiểu hành tinh rất hiếm và đắt tiền vì các mẫu duy nhất được biết đã được các phi hành gia Apollo mang về hoặc đến Trái đất thông qua các thiên thạch với số lượng nhỏ. Do đó, tại sao có nhu cầu về chất mô phỏng có thể xấp xỉ các điều kiện trên các cơ thể này.
Nhóm nghiên cứu đã có khoảng 30 đơn đặt hàng đang chờ xử lý cho vùng đất sao Hỏa của họ, bao gồm một đơn hàng từ Trung tâm Vũ trụ NASA Kennedy Kennedy với giá khoảng 450 kg (1000 lbs hoặc nửa tấn Mỹ)! Đồng thời, họ đã công khai công thức để các trường đại học và viện nghiên cứu khác có thể tạo ra các phiên bản của riêng họ. Điều này sẽ đảm bảo rằng mức độ không chắc chắn sẽ giảm khi các thí nghiệm trong tương lai liên quan đến mô phỏng đất sao Hỏa được tiến hành.
Nhóm nghiên cứu tự tin rằng công thức tiêu chuẩn hóa của họ để tạo ra các loại đất ngoài thế giới sẽ tăng tốc để khám phá Hệ mặt trời của chúng ta. Hiện tại, NASA đang lên kế hoạch thực hiện một nhiệm vụ phi hành đoàn tới Sao Hỏa vào những năm 2030 và đang dự tính thiết lập sự hiện diện lâu dài ở đó. Các công ty và tổ chức tư nhân như SpaceX, Blue Origin và MarsOne cũng đang lên kế hoạch khám phá và thậm chí là thuộc địa của Hành tinh Đỏ.
Một số người đã bắt đầu thử nghiệm trồng cây trên trái đất ở sao Hỏa và mặt trăng, MarsOne bắt đầu trở lại vào năm 2013 với sự giúp đỡ của các nhà nghiên cứu từ Đại học Nghiên cứu & Trung tâm Wageningen ở Hà Lan. Kể từ đó, họ đã thử nghiệm sử dụng giun và bùn lợn để làm giàu và bón phân cho regolith sao Hỏa để đạt được năng suất cây trồng tốt hơn.
Bằng cách tiêu chuẩn hóa quá trình tạo ra các chất mô phỏng đất này, nhóm nghiên cứu của UFC đã đảm bảo rằng các thí nghiệm trong tương lai sẽ mang lại kết quả phù hợp hơn. Và thành thật mà nói, thời gian của nghiên cứu này không thể tốt hơn, vì sự quan tâm ngày càng tăng trong việc xâm chiếm mặt trăng, sao Hỏa và Hệ mặt trời.
Nhưng trước khi chúng ta đưa các phi hành gia trở lại Mặt trăng hoặc Sao Hỏa cho các nhiệm vụ trong thời gian dài (hoặc thậm chí bắt đầu chiêm ngưỡng việc xâm chiếm bất cứ nơi nào ngoài Trái đất), chúng ta cần biết rằng các phi hành gia và người định cư của chúng ta sẽ có thể tự trồng thực phẩm trong môi trường địa phương. Chúng ta cũng cần biết rằng họ sẽ có thể sản xuất cây trồng hàng năm, do đó đảm bảo nơi ở lâu dài. Sẽ là quá trên mũi nếu khoai tây là cây trồng được lựa chọn?
Và hãy chắc chắn thưởng thức video này từ UCF cho thấy cách họ tạo ra bụi bẩn trên sao Hỏa của họ:
