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Simulador de regolito marciano

Una pequeña pila de JSC MARS-1A [1]
Un frasco de simulador de regolito marciano JSC MARS-1A

El simulante de regolito marciano (o simulante de suelo marciano ) es un material terrestre que se utiliza para simular las propiedades químicas y mecánicas del regolito marciano para investigaciones, experimentos y pruebas de prototipos de actividades relacionadas con el regolito marciano, como la mitigación del polvo de los equipos de transporte, sistemas avanzados de soporte vital y utilización de recursos in situ .

Variaciones

JSC Mars-1 y JSC Mars-1A

Después de que los módulos de aterrizaje Viking y el rover Mars Pathfinder aterrizaran en Marte, los instrumentos a bordo se utilizaron para determinar las propiedades del suelo marciano en los lugares de aterrizaje. Los estudios de las propiedades del suelo marciano llevaron al desarrollo del simulador de regolito marciano JSC Mars-1 en el Centro Espacial Johnson de la NASA en 1998. [2] [3] Contenía tefra palagonítica con una fracción de tamaño de partícula de menos de 1 milímetro. La tefra palagonítica, que es ceniza volcánica vítrea alterada a baja temperatura, se extrajo de una cantera en el cono de ceniza Pu'u Nene . Los estudios del cono, que se encuentra entre Mauna Loa y Mauna Kea en Hawái , indican que la tefra es un análogo espectral cercano a las regiones brillantes de Marte. [4]

Cuando se agotó el suministro original de JSC Mars-1, hubo necesidad de material adicional. El Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA contrató a Orbital Technologies Corporation para suministrar 16 toneladas métricas de simuladores lunares y marcianos. La empresa también puso a disposición de otras partes interesadas ocho toneladas adicionales de simulador marciano. [5] [6] Sin embargo, a partir de 2017, JSC Mars-1A ya no está disponible.

Después de molerlo para reducir el tamaño de sus partículas, JSC Mars-1A puede geopolimerizarse en soluciones alcalinas formando un material sólido. Las pruebas muestran que la resistencia máxima a la compresión y a la flexión del geopolímero "marciano" es comparable a la de los ladrillos de arcilla comunes. [7]

Geopolímeros de simuladores de polvo lunar ( JSC-1A ) y marciano (JSC MARS-1A) producidos en la Universidad de Birmingham [7]

MMS

MMS o Mojave Mars Simulant fue desarrollado en 2007 para abordar algunos problemas con JSC Mars-1. Si bien JSC Mars-1 simuló el color del regolito marciano, tuvo un desempeño deficiente en muchas cualidades, incluidas sus tendencias higroscópicas : había sufrido una erosión que atrae agua, lo que lo hace más parecido a la arcilla . MMS, sin embargo, era higroscópicamente inerte debido a la erosión mínima y la forma en que fue triturado, lo que le permitió simular mejor esa característica del regolito marciano, entre otras. MMS se encontró naturalmente como rocas enteras en una formación volcánica cerca de la ciudad de Boron, California , en el desierto occidental de Mojave . Después de triturarlas, las arenas de basalto se procesaron y clasificaron en tamaños particulares, MMS grueso y MMS fino. El polvo MMS consiste en partículas de basalto más pequeñas que coinciden con la distribución del tamaño de partícula del polvo marciano . Un evento volcánico separado creó ceniza de color rojo que se extrae y tritura para crear ceniza MMS. [3]

MGS-1

MGS-1 o Mars Global Simulant se desarrolló a partir de 2018 como el primer simulador de regolito marciano mineralógicamente preciso. [8] Se basa en el suelo Rocknest en el cráter Gale en Marte que ha sido analizado extensamente por el rover Curiosity de la NASA . MGS-1 se produce mezclando minerales puros en proporciones precisas, con una distribución de tamaño de partícula realista. El simulador está disponible en el Exolith Lab sin fines de lucro [9] en la Universidad de Florida Central . MGS-1 no incluye percloratos de forma predeterminada, por lo que no se puede utilizar para probar los efectos de ese aspecto del regolito marciano. [8] [10] Sin embargo, los usuarios finales pueden agregarle sales de perclorato u otras especies de superóxido al material.

Riesgos para la salud

Polvo fino del JSC MARS-1A en el interior de un contenedor [11]

La exposición a los simuladores de regolito puede suponer algunos riesgos para la salud debido a las partículas finas y la presencia de sílice cristalina. JSC Mars-1A presenta un ligero riesgo por inhalación y contacto con los ojos, ya que puede causar irritación en los ojos y el tracto respiratorio . Se han realizado investigaciones sobre la toxicidad de los simuladores para las células corporales. Se considera que JSC MARS-1 tiene una citotoxicidad dependiente de la dosis . Por lo tanto, se recomienda tomar precauciones para minimizar la exposición al polvo fino en aplicaciones de ingeniería a gran escala. [12]

Aunque los percloratos fueron descubiertos en Marte en 2008 por el módulo de aterrizaje Phoenix , ninguno de los simuladores los incluye . Esto reduce el riesgo para la salud que suponen los simuladores en comparación con el suelo marciano real . Los primeros simuladores fueron anteriores a este descubrimiento, pero el simulador más reciente, MGS-1, todavía no los incluye. [8]

Uso estructural

Un estudio de la UCSD demostró que el regolito marciano podría formarse por sí solo en ladrillos muy fuertes, con la aplicación de presión. [13] [14]

Véase también

Referencias

  1. ^ "Simulador de suelo lunar y marciano". Orbitec . Consultado el 27 de abril de 2014 .
  2. ^ JG Mantovani; CI Calle. "Propiedades dieléctricas del simulador de suelo marciano" (PDF) . Centro Espacial Kennedy de la NASA. Archivado desde el original (PDF) el 5 de marzo de 2016. Consultado el 10 de mayo de 2014 .
  3. ^ ab Beegle, LW; GH Peters; GS Mungas; GH Bearman; JA Smith; RC Anderson (2007). Simulador marciano de Mojave: un nuevo simulador de suelo marciano (PDF) . Lunar and Planetary Science XXXVIII . Consultado el 27 de abril de 2014 .
  4. ^ Allen, CC; Morris, RV; Lindstrom, DJ; Lindstrom, MM; Lockwood, JP (marzo de 1997). JSC Mars-1: Simulador de regolito marciano (PDF) . Lunar and Planetary Exploration XXVIII. Archivado desde el original (PDF) el 10 de septiembre de 2014 . Consultado el 28 de abril de 2014 .
  5. ^ "Simuladores de suelo lunar y marciano JSC-1A". Planet LLC. Archivado desde el original el 28 de abril de 2014. Consultado el 28 de abril de 2014 .
  6. ^ "Conozca en primera persona otro planeta: ya está disponible un simulador de suelo marciano". Nota de prensa de Orbitec . 26 de octubre de 2007. Archivado desde el original el 27 de julio de 2008. Consultado el 28 de abril de 2014 .
  7. ^ ab Alexiadis, Alberini, Meyer; Geopolímeros a partir de simuladores de suelos lunares y marcianos, Adv. Space Res. (2017) 59:490–495, doi :10.1016/j.asr.2016.10.003
  8. ^ abc Cannon, Kevin (enero de 2019). "Simulador global de Marte MGS-1: un estándar abierto basado en Rocknest para simuladores de regolito marciano basáltico". Icarus . 317 (1): 470–478. Bibcode :2019Icar..317..470C. doi :10.1016/j.icarus.2018.08.019. S2CID  126101787.
  9. ^ Laboratorio de exolitos
  10. ^ "Marte tóxico: los astronautas deben lidiar con el perclorato en el planeta rojo". space.com . 13 de junio de 2013 . Consultado el 26 de noviembre de 2018 .
  11. ^ Parker, Holly (10 de septiembre de 2012). "SEEING RED: Mars exhibition coming to Brazosport Planetarium (091012 mars 3)". The Facts, Clute, TX . Consultado el 29 de abril de 2014 .
  12. ^ Latch, JN; Hamilton RF, Jr; Holian, A; James, JT; Lam, CW (enero de 2008). "Toxicidad de los simuladores de polvo lunar y marciano para los macrófagos alveolares aislados de voluntarios humanos". Toxicología por inhalación . 20 (2): 157–65. Bibcode :2008InhTx..20..157L. CiteSeerX 10.1.1.474.1877 . doi :10.1080/08958370701821219. PMID  18236230. S2CID  96179164. 
  13. ^ "Los ingenieros investigan una receta sencilla que no requiere cocción para fabricar ladrillos a partir del suelo marciano". ScienceDaily . 27 de abril de 2017 . Consultado el 13 de enero de 2019 .
  14. ^ Chow, Brian J.; Chen, Tzehan; Zhong, Ying; Qiao, Yu (27 de abril de 2017). "Formación directa de componentes estructurales utilizando un simulador de suelo marciano". Scientific Reports . 7 (1): 1151. Bibcode :2017NatSR...7.1151C. doi :10.1038/s41598-017-01157-w. ISSN  2045-2322. PMC 5430746 . PMID  28450723.