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NASA为火星测试了斗轮挖掘机


在太空中心对火星挖掘机RASSOR 2.0进行的测试。肯尼迪 照片：NASA / Dimitri Gerondidakis

在为火星定居计划做准备时，正在对机器人进行测试，这可能是第一批殖民者所需要的。特别地，工程师和科学家现在正在检查用于提取和处理本地资源的设备的可操作性。此区域有三个主要区域：

  1. 废物处理；
  2. 从火星重矿和大气中提取资源；
  3. 在火星土壤上种植植物。

火星上的人们将无法从地球上获得该殖民地生存和发展所需的所有必要资源。即使埃隆·马斯克（Elon Musk）实施了他的出色计划 -发射可重复使用的运输船并将货运成本降低至每吨14万美元-仍然需要在火星上开采一些资源，没有其他办法。美国国家航空航天局（NASA）估计，在火星上生产1千克燃料可节省地球上250千克的货船。运送到火星的货物需要6到9个月。甚至“面具”计划也规定了在火星上提取燃料，以便在返回地球之前为运输船加油。


可重复使用的运输船的火星燃料选择。伊洛娜面具的演讲幻灯片


火星上的燃料生产过程。埃隆面具的演讲中的幻灯片

除了燃料外，殖民者还需要其他资源。例如，房屋和办公室空间的建造需要材料。

火星上有用资源的主要来源是碎屑岩，这是一种残留的土壤，是岩石风化的产物，覆盖了地球的所有表面。

火星巨石的组成


不同地方的土壤成分不同。主要成分是二氧化硅（20-25％），其中包含氧化铁水合物（最多15％）的混合物，使土壤呈红色。存在大量的硫，钙，铝，镁，钠化合物杂质（每种杂质的百分比单位）。土壤中水冰的浓度最高可达2％（重量）。


2016年1月19日，纳米比亚火星沙丘的好奇号流动站抽取了碎石样本进行分析。照片：NASA /喷气推进实验室-加州理工学院

因此，在火星的巨石中有许多对殖民地有用的材料。问题是如何获得它们。 NASA专家考虑到机器人将不得不在不利的环境条件下工作。两极附近的温度下降到-125°C，而在炎热的夏天，火星赤道附近的温度可以上升到+ 21°C，这对人类来说非常舒适。火星的大气中二氧化碳含量约为95％。

将船降落在合适的地方非常重要，因为该地方地面上恰好有水冰。为了获得这种信心，需要对该地区进行初步侦察。 NASA计划从轨道远程扫描土壤。一个工具箱情报站将类似于火星侦察轨道器-美国国家航空航天局（NASA）的多功能行星际站于2006年11月开始在火星轨道上运行，除其他外，其从事地表水的搜索。

在从轨道飞行器获得情报后，侦察车将被送往据称基地建设的区域，以采集土壤样品并最终确认重石适合于提取有用资源。

登月任务Resource Prospector将进行火星上的资源提取准备工作，这是人类历史上第一个在地球以外的天体上提取矿物的任务。假设该任务将在2020年代初执行。该机器人将配备用于研究土壤成分和采样的工具。


他们计划在月球上发射机器人Resource Prospector的原型。照片：NASA


资源勘察员采集了土壤样品。照片：NASA

另一台设备将用于火星上稀土矿的提取和处理。现在正在测试的是一台名为RASSOR（Regolith高级表面系统操作机器人）的机器。这台机器配备了许多带有锯齿状边缘的小铲斗。他们旋转，咬入火星土壤，逐渐抓住碎石并倒入收集罐中。这种设计称为“ 斗轮挖掘机” -履带式底盘设备上的连续挖掘机，该挖掘机使用安装在斗轮上的铲斗挖土。



收集后，重质块在炉中进行热处理，释放出水，氢和氧。原材料也可以用于3D打印定居者和其他建筑物的庇护所。

在太空中心的旋转挖掘机的测试。视频中显示了肯尼迪。


种植植物


火星土壤的pH值和其他一些参数接近于陆地，理论上可以在其上种植植物。研究人员认为，火星土壤含有维持生命的必要元素。在地球上，碱性土壤的pH值为7.7，这很普遍，不会干扰农作物的生产。

在地球上，几个科学小组正在研究哪种植物最适合在火星上生长。例如，2016年3月，瓦赫宁根大学（荷兰）研究中心的生物学家完成了第二个实验在模拟火星和月球土壤的土壤上种植蔬菜和其他植物。事实证明，随着肥料的添加和土壤的湿润，至少有10种作物在那里生长良好。科学家收获了西红柿，豌豆，黑麦，芝麻菜，萝卜，韭菜，菠菜，大蒜，葱和西洋菜。

NASA还在ISS上进行植物生长实验。一年前，国际空间站的宇航员尝试在车站种植生菜，并于2016年1月在国际空间站上首次开花。

科学家认为，在火星上，您可以种植很多农作物，包括西红柿。

废物回收


NASA的一个特殊小组正在开发一种处理垃圾的技术，该垃圾将由人类殖民地遗留在火星上。所有类型的废物，包括生物废物，包装和垃圾，都将变成有用的产品。例如，应该从中获得甲烷。

在照片中，NASA的化学工程师Annie Caraccio展示了将火星上的废物处理成生物燃料的生物反应器的细节。



实验表明，从一公斤垃圾中可以得到700克甲烷。

从NASA的实验来看，人类已接近确保火星殖民地完全独立于地球。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN398109/

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