Имитатор марсианского реголита (или имитатор марсианского грунта) — это земной материал, который используется для имитации химических и механических свойств марсианского реголита для исследований, экспериментов и испытаний прототипов видов деятельности, связанных с марсианским реголитом, таких как снижение пылеобразования транспортного оборудования, передовые системы жизнеобеспечения и использование ресурсов на месте.
Вариации
ОАО «Марс-1» и ОАО «Марс-1А»
После того, как посадочные модули Viking и марсоход Mars Pathfinder высадились на Марсе, бортовые приборы использовались для определения свойств марсианского грунта в местах посадки. Исследования свойств марсианского грунта привели к разработке имитатора марсианского реголита JSC Mars-1 в Космическом центре имени Джонсона НАСА в 1998 году. Он содержал палагонитовую тефру с фракцией частиц размером менее 1 миллиметра. Палагонитовая тефра, представляющая собой стекловидный вулканический пепел, измененный при низкой температуре, была добыта в карьере на шлаковом конусе Пу’у Нене. Исследования конуса, который расположен между Мауна-Лоа и Мауна-Кеа на Гавайях, показывают, что тефра является близким спектральным аналогом ярких областей Марса.
Когда первоначальный запас JSC Mars-1 закончился, возникла необходимость в дополнительных материалах. Центр космических полетов имени Маршалла НАСА заключил контракт с Orbital Technologies Corporation на поставку 16 метрических тонн лунных и марсианских имитаторов. Компания также предоставила другим заинтересованным сторонам возможность приобрести еще восемь тонн марсианского имитатора. Однако по состоянию на 2017 год JSC Mars-1A больше недоступен.
После измельчения для уменьшения размера частиц, АО «Марс-1А» может геополимеризоваться в щелочных растворах, образуя твердый материал. Испытания показывают, что максимальная прочность на сжатие и изгиб «марсианского» геополимера сопоставима с прочностью обычных глиняных кирпичей.
ММС
MMS или Mojave Mars Simulant был разработан в 2007 году для решения некоторых проблем с JSC Mars-1. Хотя JSC Mars-1 действительно имитировал цвет марсианского реголита, он плохо справлялся со многими качествами, включая его гигроскопические тенденции — он подвергся выветриванию, которое притягивает воду, делая его более глинистым. Однако MMS был гигроскопически инертен из-за минимального выветривания и способа его измельчения, что позволило ему лучше имитировать эту особенность марсианского реголита, среди прочего. MMS был найден в естественном виде в виде целых камней в вулканической формации недалеко от города Борон, Калифорния, в западной пустыне Мохаве. После дробления базальтовые пески были обработаны и отсортированы по определенным размерам, MMS Coarse и MMS Fine. MMS Dust состоит из более мелких базальтовых частиц, соответствующих распределению размеров частиц марсианской пыли. Отдельное вулканическое событие создало красноватый шлак, который добывают и измельчают для создания MMS Cinder.
МГС-1
MGS-1 или Mars Global Simulant был разработан в 2018 году как первый минералогически точный имитатор марсианского реголита. Он основан на почве Рокнест в кратере Гейл на Марсе, которая была тщательно проанализирована марсоходом NASA Curiosity. MGS-1 производится путем смешивания чистых минералов в точных пропорциях с реалистичным распределением размеров частиц. Имитатор доступен в некоммерческой лаборатории Exolith Lab в Университете Центральной Флориды. MGS-1 по умолчанию не включает перхлораты, поэтому не может использоваться для проверки эффектов этого аспекта марсианского реголита. Однако конечные пользователи могут добавить в материал соли перхлората или другие виды супероксидов.
Риск для здоровья
Воздействие имитаторов реголита может представлять некоторую опасность для здоровья из-за мелких частиц и наличия кристаллического кремнезема. JSC Mars-1A представляет небольшую опасность при вдыхании и попадании в глаза, что может вызвать раздражение глаз и дыхательных путей. Были проведены исследования токсичности имитаторов для клеток организма. JSC MARS-1 считается имеющим дозозависимую цитотоксичность. Поэтому рекомендуется принять меры предосторожности для минимизации воздействия мелкой пыли в крупномасштабных инженерных приложениях.
Хотя перхлораты были обнаружены на Марсе в 2008 году с помощью посадочного модуля Phoenix, ни один из имитаторов не содержит перхлораты. Это снижает риск для здоровья, создаваемый имитаторами, по сравнению с реальной марсианской почвой. Ранние имитаторы существовали до этого открытия, но последний имитатор, MGS-1, до сих пор их не содержит.
Структурное использование
Исследование, проведенное в Калифорнийском университете в Сан-Диего, показало, что марсианский реголит может быть сформирован в очень прочные кирпичи путем приложения давления.