Der øves til Mars-landingen på Hawaii og Idaho

Forestil dig astronauter på Mars, til opgave at plukke stenprøver, som vil blive brugt af forskere til at søge efter tegn på liv. Men de kan kun transportere et begrænset antal tilbage til Jorden. Hvad skal de kigge efter? Er nogle typer sten bedre end andre? De kunne prøve at bede om råd fra holdet af geologer og biologer tilbage på Jorden, men på grund af afstanden mellem Jorden og Mars kunne det tage omkring 40 minutter, før de ville modtage et svar.

Dette er ikke praktisk, når tiden uden for rumfartøjet kun kan vare et par timer.

Når mennesker sendes til Mars, det er vigtigt, at disse opdagelsesrejsende har den nødvendige støtte til at hjælpe dem med at udføre den bedst mulige videnskab.

Hvordan udforsker og laver vi god videnskab givet nødvendige operationelle begrænsninger? Dette er et vigtigt spørgsmål, som National Aeronautics and Space Administration (NASA) og andre rumorganisationer, inklusive den canadiske rumfartsorganisation, er interesseret i at svare. Analoge missioner på Jorden hjælper forskere med at forstå, hvordan de udfører deres job, mens de står over for de mange udfordringer, der opstår på grund af rummets fjendtlige miljø.

Mars på Jorden

Forskningsprogrammet Biologic Analog Science Associated with Lava Terrains (BASALT) udforsker og indsamler prøver fra steder på Jorden, der er analoge med Mars-miljøer. Bygger på lignende tidligere analoge undersøgelser i Canada og USA, BASALT-programmet fungerer under simulerede Mars-missionsforhold. Sammenlægning af videnskabelige, tekniske og operationelle forskningsmål, indsigten opnået under to store analoge missionsimplementeringer er beskrevet i et særligt nummer af tidsskriftet Astrobiologi .

Menneskelig udforskning af Mars tilføjer en dynamik, der ikke eksisterer, når man bruger rovere. I modsætning til en rover, et menneske kan træffe beslutninger og reagere på nye uventede opdagelser under en ekstravehikulær aktivitet (EVA). Denne fleksibilitet er værdifuld for videnskabelig opdagelse, men giver nogle udfordringer for planlægning af EVA'er. Et vigtigt aspekt af Mars-udforskningen vil være at træffe beslutninger om, hvilke stenprøver der skal indsamles, som vil hjælpe med at besvare videnskabelige spørgsmål om Mars historie. Mens besætningerne vil modtage træning i geologi og biologi, ekspertforskere på Jorden er tilgængelige for at hjælpe dem med at træffe disse beslutninger.

Men glem ikke den uundgåelige kommunikationsforsinkelse mellem Jorden og Mars.

Tidsforsinkelse for kommunikation

Simulerede EVA'er blev udført i to Mars-analoge miljøer:Hawai'i Volcanoes National Park og Craters of the Moon National Monument and Preserve i Idaho. Forskere tror, ​​at tidlige Mars engang havde vulkansk aktivitet, der kunne have skabt den slags habitater, som vi ved indeholder liv på Jorden.

Disse to feltsteder blev valgt, da de repræsenterer tidligere og nuværende forhold på Mars. Forskere kan derefter forsøge at forstå sammenhængen mellem biologi og de geologiske karakteristika for at identificere prøveudtagningssteder til astrobiologiske undersøgelser.

Ideelt set disse ville være geologiske træk, der kan ses fra Jordens kredsløb, giver Mars-forskere mulighed for at lede efter de samme funktioner og identificere interessepunkter for fremtidige missioner.

Simulering af Mars-miljøet

Planlægger en mission til Mars, selv en simuleret, er ingen nem opgave.

Først og fremmest, Spørgsmålene, der styrede forskningen, blev ikke simuleret på nogen måde:Det var rigtige spørgsmål om, hvordan mikrober lever i og interagerer med vulkanske klipper.

Jeg er geobiolog og min ekspertise er inden for organisk geokemi. Jeg vil gerne vide, hvad mikrober gør i miljøet og, vigtigt for astrobiologi, hvilke tegn de efterlader. Inden for BASALT-programmet krævede min forskning, at prøverne blev indsamlet på en steril måde, tilføje endnu et komplekst lag til en allerede kompleks række af aktiviteter, der skal udføres, mens man står over for udfordringerne ved at være i rummet.

Afvigelser fra prøvetagningsprotokoller eller manglende indsamling af nok kontekstuelle data om prøvetagningsstederne vil have konsekvenser for resultaternes validitet.

BASALT-teamet brugte måneder på at planlægge feltinstallationerne ned til mindste detalje, herunder hvor mange billeder der skal tages og estimering af, hvor lang tid det kan tage at prøve hver sten. Individuelle prøvesteder i Idaho og Hawai'i blev udvalgt baseret på fjernmålingsinformation, der var tilgængelig for holdet (svarende til at bruge orbitale satellitdata til at vælge landingssteder på Mars).

På hvert sted, folk, der arbejdede på overfladen (en ekstravehikulær besætning) indsamlede information og sendte den til en besætning i den, der opholdt sig i rummets habitat (den intravehikulære besætning). Den indsamlede information blev derefter sendt tilbage til Jorden. Det intravehikulære mandskab var mellemleddet, interagerer i realtid med det ekstravehikulære mandskab.

På Mars, når astronauterne er på jorden, de ville følge forud planlagte traverser og søge efter basaltsten, der ville blive brugt af forskerne til forskning.

Formidling af fund

En hel del tanker gik ikke kun på type af data, som Mars-besætningen ville indsamle og sende tilbage til Jorden for forskerne at undersøge, men også hvordan de ville derefter arbejde med det og komme til en beslutning om, hvilken sten de ville have besætningen på Mars til at prøve. Dette kan blive påvirket af betingelserne for kommunikation, herunder den tilgængelige båndbredde:hvis der eksisterer forhold med lav båndbredde, der begrænser transmission af data, kunne fotos bruges i stedet for højopløst video? Det er ligesom internethastighed, hvis din forbindelse er ekstremt langsom, kan du overveje at se Netflix, men du kan stadig downloade disse kattebilleder.

BASALT-programmet viste, at det er muligt at modtage nyttige input fra et jordbaseret hold over tidsforsinkelse. I slutningen af ​​programmet lærte vi en del om, hvordan man effektivt gør dette. For eksempel, mens video er nyttig, fotos i høj opløsning er det foretrukne valg under båndbreddebegrænsninger. Tekst, snarere end stemmekommunikation var bedst til at videresende vigtige beslutninger mellem Jorden og Mars. Disse og andre resultater vil blive brugt til at planlægge missioner, så når vi sender mennesker til Mars, gør vi det bedst mulige arbejde for at besvare grundlæggende spørgsmål om, hvorvidt der nogensinde har eksisteret liv der.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.