Die NASA testete einen Schaufelradbagger für den Mars
Tests des Marsbaggers RASSOR 2.0 im Space Center. Kennedy. Foto: NASA / Dimitri GerondidakisIn Vorbereitung auf das Mars-Siedlungsprogramm werden Roboter getestet, die die ersten Kolonisten wahrscheinlich benötigen werden. Insbesondere Ingenieure und Wissenschaftler prüfen derzeit die Funktionsfähigkeit der Geräte zur Gewinnung und Verarbeitung lokaler Ressourcen . In diesem Bereich gibt es drei Hauptbereiche:- Abfallverarbeitung;
- Gewinnung von Ressourcen aus Marsregolith und Atmosphäre;
- wachsende Pflanzen auf Marsboden.
Die Menschen auf dem Mars werden nicht in der Lage sein, alle notwendigen Ressourcen für das Überleben und die Entwicklung der Kolonie von der Erde zu erhalten. Selbst wenn Elon Musk seinen fantastischen Plan umsetzt - wiederverwendbare Transportschiffe startet und die Kosten für die Frachtlieferung auf 140.000 USD pro Tonne senkt -, müssen auf dem Mars noch einige Ressourcen gewonnen werden, es gibt keinen anderen Weg. Die Produktion von 1 Kilogramm Treibstoff auf dem Mars spart nach Schätzungen der NASA 250 Kilogramm auf einem Frachtschiff von der Erde . Die Frachtlieferung zum Mars dauert sechs bis neun Monate. Sogar der Maskenplan sieht die Gewinnung von Treibstoff auf dem Mars vor, um ein Transportschiff vor der Rückkehr zur Erde zu betanken.Mars-Treibstoffoptionen für ein wiederverwendbares Transportschiff. Folie aus der Präsentation von Ilona MaskDer Prozess der Kraftstoffproduktion auf dem Mars. Folie aus der Präsentation von Elon MaskZusätzlich zum Treibstoff benötigen die Kolonisten andere Ressourcen. Beispielsweise werden Materialien für den Bau von Häusern und Büroräumen benötigt.Die Hauptquelle für nützliche Ressourcen auf dem Mars ist der Regolith, ein Restboden, der durch Verwitterung des Gesteins entsteht und die Oberfläche des Planeten überall bedeckt.Die Zusammensetzung des Marsregolithen
Die Zusammensetzung des Bodens ist an verschiedenen Stellen unterschiedlich. Die Hauptkomponente ist Kieselsäure (20-25%), die eine Beimischung von Eisenoxidhydraten (bis zu 15%) enthält, die dem Boden eine rötliche Farbe verleihen. Es gibt signifikante Verunreinigungen von Schwefel-, Calcium-, Aluminium-, Magnesium- und Natriumverbindungen (Prozenteinheiten für jede). Die Konzentration von Wassereis im Boden beträgt bis zu 2 Gew .-%.
Der Curiosity Rover aus der Namib Martian Dune entnimmt am 19. Januar 2016 Regolithproben zur Analyse. Foto: NASA / Jet Propulsion Laboratory-CaltechSo gibt es im Mars-Regolith viele Materialien, die für die Kolonie nützlich sind. Die Frage ist, wie man sie bekommt. NASA-Experten berücksichtigen, dass Roboter unter widrigen Umgebungsbedingungen arbeiten müssen. Die Temperatur in der Nähe der Pole sinkt auf -125 ° C und in der Nähe des Marsäquators kann sie an einem Sommertag auf + 21 ° C steigen, was für den Menschen recht angenehm ist. Die Marsatmosphäre besteht zu 95% aus Kohlendioxid.Es ist sehr wichtig, das Schiff an einem geeigneten Ort zu landen, an dem sich genau Wassereis im Boden befindet. Um dieses Vertrauen zu gewinnen, ist eine vorläufige Aufklärung des Gebiets erforderlich. Die NASA plant, den Boden aus der Umlaufbahn aus der Ferne zu scannen. Eine Toolbox-Geheimdienststation wird dem Mars Reconnaissance Orbiter ähnlich sein- Die multifunktionale interplanetare Station der NASA, die im November 2006 ihren Betrieb in der Marsumlaufbahn aufnahm und sich unter anderem mit der Suche nach Oberflächenwasser befasst.Nach Erhalt der Informationen vom Orbitalfahrzeug werden Aufklärungsrover in den Bereich des angeblichen Aufbaus der Basis geschickt, um Bodenproben zu entnehmen und endgültig zu bestätigen, dass der Regolith für die Gewinnung nützlicher Ressourcen geeignet ist.Die Vorbereitungen für die Gewinnung von Ressourcen auf dem Mars werden im Rahmen der Mondmission Resource Prospector durchgeführt - der ersten Mission in der Geschichte der Menschheit, bei der Mineralien auf anderen Himmelskörpern als der Erde gewonnen werden. Es wird davon ausgegangen, dass diese Mission Anfang der 2020er Jahre durchgeführt wird. Der Roboter wird mit Werkzeugen zur Untersuchung der Bodenzusammensetzung und Probenahme ausgestattet.
Der Prototyp des Roboters Resource Prospector, den sie auf dem Mond starten wollen. Foto: NASA
Resource Prospector entnimmt eine Bodenprobe. Foto: NASAEin weiteres Gerät wird sich mit der Extraktion und Verarbeitung von Regolithen auf dem Mars befassen. Derzeit wird eine Maschine namens RASSOR (Regolith Advanced Surface Systems Operations Robot) getestet . Diese Maschine ist mit vielen kleinen Eimern mit gezackten Kanten ausgestattet. Sie drehen sich, beißen in Marsboden, greifen nach dem Regolithen und gießen ihn in einen Auffangbehälter. Diese Konstruktion wird als Schaufelradbagger bezeichnet - ein kontinuierlicher Bagger mit Kettenfahrwerk, der mithilfe von Schaufeln, die an einem Schaufelrad montiert sind, Boden entwickelt.
Nach dem Sammeln wird der Regolith in einem Ofen unter Freisetzung von Wasser, Wasserstoff und Sauerstoff einer Wärmebehandlung unterzogen. Rohstoffe können auch für den 3D-Druck von Notunterkünften für Siedler und andere Gebäude verwendet werden.Tests eines Rotationsbaggers im Space Center. Kennedy wird im Video gezeigt.Wachsende Pflanzen
Das pH-Verhältnis und einige andere Parameter von Marsböden liegen nahe an der Erde, und theoretisch ist es möglich, Pflanzen darauf zu züchten. Forscher glauben, dass Marsboden die notwendigen Elemente enthält, um das Leben zu unterstützen. Der pH-Wert des alkalischen Bodens mit einem pH-Wert von 7,7 ist auf der Erde weit verbreitet und beeinträchtigt die Pflanzenproduktion nicht.Auf der Erde untersuchen derzeit mehrere wissenschaftliche Gruppen, welche Pflanzen am besten für das Wachstum auf dem Mars geeignet sind. Beispielsweise haben Biologen des Forschungszentrums der Universität Wageningen (Niederlande) im März 2016 ein zweites Experiment abgeschlossenüber den Anbau von Gemüse und anderen Pflanzen auf dem Boden, der den Boden von Mars und Mond modelliert. Es stellte sich heraus, dass mit der Zugabe von Gülle und der Befeuchtung des Bodens mindestens 10 Pflanzen dort gut wachsen. Wissenschaftler ernteten Tomaten, Erbsen, Roggen, Rucola, Radieschen, Lauch, Spinat, Knoblauch, Frühlingszwiebeln und Brunnenkresse.Die NASA führt auch Experimente zum Anbau von Pflanzen auf der ISS durch. Vor einem Jahr probierten Astronauten auf der ISS Salat aus, der auf der Station angebaut wurde , und im Januar 2016 blühte die Blume erstmals auf der ISS .Wissenschaftler glauben, dass man auf dem Mars eine große Anzahl von Pflanzen anbauen kann, einschließlich Tomaten.Abfallrecycling
Eine spezielle Gruppe der NASA entwickelt eine Technologie zur Verarbeitung von Abfällen, die von einer menschlichen Kolonie auf dem Mars zurückgelassen werden. Alle Arten von Abfällen, einschließlich biologischer Abfälle, Verpackungen und Müll, werden zu nützlichen Produkten. Zum Beispiel soll Methan von ihnen erhalten werden.Auf dem Foto zeigt die Chemieingenieurin der NASA, Annie Caraccio, die Details eines biologischen Reaktors zur Verarbeitung von Abfällen zu Biokraftstoff auf dem Mars.
Die Versuche zeigten, dass aus einem Kilogramm Müll bis zu 700 Gramm Methan gewonnen werden können.Nach den Experimenten der NASA ist die Menschheit nahe daran, sicherzustellen, dass die Mars-Kolonie völlig unabhängig von der Erde ist.Source: https://habr.com/ru/post/de398109/
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