محطة أبحاث صحراء المريخ

محطة أبحاث صحراء المريخ ( MDRS ) هي أكبر وأقدم منشأة بحثية على سطح المريخ وهي واحدة من اثنين من الموائل التناظرية المحاكية للمريخ المملوكة والمدارة من قبل جمعية المريخ . ^[1]

تم بناء محطة MDRS في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين بالقرب من هانكسفيل ، يوتا، في غرب الولايات المتحدة . ^[2] ويتكون طاقمها من فرق صغيرة تجري أبحاثًا علمية. ^[3]

يشتمل الحرم الجامعي لـ MDRS على موطن من طابقين مع بيت زجاجي ومرصد شمسي وآخر روبوتي وغرفة هندسية ومبنى علمي.

خلفية

تقع محطة MDRS على مرتفعات سان رافائيل في جنوب ولاية يوتا ، ^[4] على بعد 11.63 كيلومترًا (7.23 ميلًا) بالطريق البري شمال غرب هانكسفيل، يوتا . ^[5] وهي ثاني محطة أبحاث تناظرية من هذا النوع يتم بناؤها بواسطة جمعية المريخ ، بعد محطة أبحاث فلاشلاين المريخية القطبية أو FMARS ^[6] في جزيرة ديفون في القطب الشمالي المرتفع في كندا .

أطلقت جمعية المريخ مشروع محطة أبحاث المريخ التناظرية بهدف معلن يتمثل في تطوير المعرفة اللازمة للتحضير لاستكشاف الإنسان للمريخ. ^[7] وتتمثل أهداف المشروع في تطوير تكتيكات ميدانية تعتمد على القيود البيئية (أي، الاضطرار إلى العمل في بدلات الفضاء)، واختبار ميزات وأدوات تصميم الموائل، وتقييم بروتوكولات اختيار الطاقم. ^[8] وعلى الرغم من أن الموقع الصحراوي أكثر دفئًا من المريخ، فقد تم اختياره بسبب تضاريسه ومظهره المشابه للمريخ.

تهدف MDRS إلى محاكاة ظروف المعيشة على المريخ بشكل واقعي. خلال فترات المهمة، يجب على أفراد الطاقم ارتداء محاكي بدلة فضاء تناظري عند إكمال المهام خارج أماكن معيشتهم، وهو مبنى معدني به غرفة هواء. تتضمن محاكيات بدلة الفضاء التناظرية خوذة وبدلة وأحذية وغطاء للساق وقفازات وحزمة إمداد بالهواء وحزمة مياه وراديو. تُستخدم أجهزة الراديو المحمولة باليد المثبتة على خوذات البدلات مع مفاتيح شمال شرق مثبتة خارجيًا للتواصل مع Habitat ومع مستكشفي سطح المريخ الآخرين في نفس النشاط خارج المركبة (EVA).

يمكن اختيار وجهات رحلات EVA من قاعدة بيانات نقاط الطريق الثابتة، ويمكن الوصول إليها إما سيرًا على الأقدام أو باستخدام مركبة متعددة التضاريس .

تمتلك وتدير شركة Mars Society ، التي تختار الطواقم وتتولى معظم المهام الإدارية، شركة MDRS. تعد شركة Mars Society منظمة دولية غير ربحية تعمل مع الحكومات لتعزيز استكشاف المريخ من خلال مشاريع مختلفة مثل MARS ومسابقة Mars Analogue Pressureurized Rover ومهمة ARCHIMEDES Mars Balloon.

يستضيف مركز أبحاث المريخ برنامج تدريب ممول من وكالة ناسا والذي يستضيف المعلمين للمشاركة في مشاريع تهدف إلى محاكاة البيئة المعيشية على القمر أو المريخ. ^[9] في هذا البرنامج، يجري المشاركون أبحاثًا ميدانية ويعيشون في الموقع لعدة أسابيع.

بحث

يضع كل طاقم أهدافًا علمية مختلفة يأملون في تحقيقها خلال فترة وجودهم في MDRS. تتضمن غالبية الأبحاث البيولوجية الكائنات الحية المتطرفة . تعد البكتيريا والطحالب المعزولة من الصحراء المحيطة مواضيع دراسة شائعة. تمت دراسة هذه الكائنات الحية الدقيقة من أجل حمضها النووي وتنوعها والبيئات التي تزدهر فيها. على سبيل المثال، في دراسة للكائنات الحية الدقيقة المولدة للميثان ، درس الباحثون عينات التربة والبخار من خمس بيئات صحراوية مختلفة في يوتا وأيداهو وكاليفورنيا في الولايات المتحدة وكندا وتشيلي. ومن بين هذه العينات ، وجد أن خمس عينات تربة وثلاث عينات بخار من محيط MDRS تحتوي على علامات على وجود كائنات حية دقيقة الميثان. ^[10]^[11]

غالبًا ما يدرس الطاقم الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في الصخور في MDRS. ^[12] هذه الأنواع من البكتيريا قادرة على العيش داخل الصخور والحصول على الطاقة التي تحتاجها عن طريق التمثيل الضوئي للضوء الذي يخترق الصخور. هذه الكائنات الحية المتطرفة هي موضوع بحث شائع في MDRS لكل من الجيولوجيين وعلماء الأحياء. ^[13]

وتشمل التجارب الأخرى دراسة تأثير النشاط خارج المركبة على معدل ضربات القلب وضغط الدم لدى أفراد الطاقم، ودراسة العوامل البشرية التي تبحث في العلاقة بين القدرة الإدراكية والمزاج، ودراسة حول مدى تأثير بدلة الفضاء على البراعة والمهارة مقارنة بالملابس العادية في الشوارع.

الطواقم

تتكون أطقم MDRS تقليديًا من ستة أشخاص متطوعين لواحدة من نوبات العمل التي تستمر لمدة أسبوعين أو دورات الطاقم المتاحة خلال أشهر الشتاء في نصف الكرة الشمالي. ينتهي موسم العمل الميداني في الربيع الشمالي بسبب حرارة الصحراء. يدفع الطاقم نفقات النقل الخاصة بهم من وإلى مكان التجمع المحدد الذي يتم نقلهم منه إلى MDRS وإليه. بصفتهم متطوعين، لا يتم دفع أجر الطاقم مقابل مشاركتهم في دورة طاقم في المحطة. تتكون الأطقم عادةً من مزيج من العلماء وعلماء الفلك والفيزيائيين وعلماء الأحياء والجيولوجيين والمهندسين والصحفيين العرضيين . عادةً ما يتم تعيين دور لكل فرد من أفراد الطاقم، مثل: القائد أو الضابط التنفيذي أو مسؤول الصحة والسلامة أو عالم أحياء الطاقم أو جيولوجي الطاقم أو كبير المهندسين .

قادة الطاقم مسؤولون عن الطاقم والعمليات بالكامل. تشمل مسؤولياتهم الحفاظ على تدفق منظم للمعلومات من الطاقم إلى دعم المهمة، وتحديد جدول الأعمال لكل يوم (الخروج من المركبة الفضائية، والصيانة، والطهي، والتنظيف، وما إلى ذلك)، وعقد اجتماعات صباحية ومسائية مع جميع أفراد الطاقم. تتمثل مهمة الضابط التنفيذي في العمل كقائد ثانٍ أثناء المهمة، والعمل كقائد في حالة عجز القائد أو عدم توفره. يعمل جيولوجي الطاقم وعالم الأحياء في الطاقم معًا لتحديد الأهداف العلمية للمهمة وتحقيقها، والتي تتضمن تطوير أهداف الجيولوجيا والأحياء للمهمة بالإضافة إلى التخطيط للخروج من المركبة الفضائية في الميدان والعمل المختبري اللاحق لتحقيق هذه الأهداف. يعمل كل من جيولوجي الطاقم وعالم الأحياء في الطاقم مع فريق العلوم عن بعد (RST) خلال جميع مراحل المهمة. المهندس الرئيسي مسؤول عن صيانة جميع الأنظمة اللازمة لعمليات Habitat الروتينية. وتشمل هذه أنظمة الطاقة والمياه ومركبات الدفع الرباعي وGreenHab. ^[14]

اعتبارًا من فبراير 2017 ^[تحديث]، خدم 175 طاقمًا في دورات تدريبية في MDRS على مدار ستة عشر عامًا. ^[15]

محطة الأبحاث

كان لكل من FMARS وMDRS في الأصل نفس التصميم الأساسي: ^[16]^{: 104} وحدة سكنية من مستويين يبلغ قطرها 8 أمتار (26 قدمًا). يحتوي المستوى السفلي للمسكن على حمام ومختبر وغرفتي هواء ومنطقة تحضير للأنشطة خارج المركبة وتخزين معدات هندسية مختلفة؛ في الأعلى، يحتوي المستوى العلوي للمسكن على ستة أماكن نوم لكل طاقم ومنطقة مشتركة ومنطقة حوسبة ومطبخ . يتم استخدام مستوى العلية فوق مكان النوم للتخزين. ^[17]^{: 3} في وقت لاحق، كانت هناك اختلافات جذرية بين FMARS وMDRS، بسبب موقع FMARS الأكثر عزلة واستخدام MDRS الأكثر استمرارية وصيانته وتوسعه. ^[18]^{: 104-105}

تم توسيع MDRS من الموطن ذي المستويين (يُسمى Hab) ليشمل بيتًا زجاجيًا (GreenHab)، ومرصدًا شمسيًا (مرصد Musk)، ومبنى علميًا (قبة العلوم)، وكبسولة هندسية (RAM)، ومرصدًا آليًا . ^[19]^{: 103} تم تسمية مرصد Musk على اسم إيلون ماسك، الذي تبرع بمبلغ 100000 دولار لـ MDRS. ^[20]

باستثناء المرصد الآلي، يتم ربط الوحدات عبر الأنفاق. في الموطن، يتم استخدام الطابق السفلي للأنشطة العلمية والهندسية. مثل FMARS، يحتوي على دش ومرحاض ومختبر بيولوجيا وجيولوجيا وغرفتي هواء محاكاة ومنطقة تحضير للأنشطة خارج المركبة ومساحة تخزين. يستخدم الطابق العلوي للأنشطة الاجتماعية وتناول الطعام والاتصالات، ويحتوي على سبعة أماكن منفصلة للطاقم. في منطقة العلية، يخزن خزان المياه العذبة ويتم استخدام فتحة لصيانة الهوائي وأجهزة الطقس . يتم توفير المياه لتنظيف المرحاض من خلال الدفيئة، ويتم توفير الكهرباء من البطاريات الموجودة أسفل الموطن. ^[19]^{: 103-104}

الموطن

الموطن التناظري لمركبة الهبوط على المريخ عبارة عن أسطوانة من طابقين يبلغ قطرها حوالي 10 أمتار (33 قدمًا)، وهي منزل مشترك لطاقم العمل ومكان عمل أثناء محاكاة استكشاف سطح المريخ. في الطابق الأول، يوجد غرفتان هوائيتان محاكاة ، ودش ومرحاض، وغرفة تحضير EVA لتخزين وصيانة بدلات الفضاء المحاكاة والمعدات المرتبطة بها، ومختبر علمي مشترك ومنطقة عمل هندسية. المختبر مشترك بين جيولوجي الطاقم وعالم الأحياء للطاقم ويتضمن جهاز تعقيم بالبخار ، وميزان تحليلي ، ومجهر ، ومخزون من المواد الكيميائية والكواشف لإجراء الاختبارات الكيميائية الحيوية.

في الطابق الثاني، توجد ست غرف صغيرة جدًا خاصة للطاقم مع أسرّة بطابقين ومكتب صغير للقراءة ومنطقة مشتركة لتناول الطعام والترفيه ومحطة اتصالات مخصصة ومطبخ مجهز بموقد غاز وثلاجة وميكروويف وفرن ومغسلة لإعداد الوجبات. وفوق غرف الطاقم الستة يوجد دور علوي يحتوي على خزان تخزين داخلي للمياه العذبة ومساحة تخزين المعدات. وفي قمة سقف HAB على شكل قبة توجد فتحة وصول للسماح بالوصول إلى هوائي القمر الصناعي وأجهزة مراقبة الطقس لأغراض الصيانة. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

يتم توفير الطاقة من خلال 12 بطارية قابلة لإعادة الشحن بقوة 24 فولت تقع أسفل المسكن والتي يمكنها توفير الطاقة الكهربائية لمدة تصل إلى اثنتي عشرة ساعة. بالإضافة إلى البطاريات، يوجد مولدان كهربائيان بقوة 5 كيلووات (6.7 حصان). يتم توجيه الطاقة من المولدات من خلال عاكس، والذي يرسل الطاقة إما إلى بنوك البطاريات لإعادة شحنها أو عبر لوحة بها 19 قاطع دائرة، إلى نظام توزيع الكهرباء في المسكن.

يتم توفير المياه للمسكن من خلال خزان مياه صالح للشرب يقع على بعد 100 قدم (30 مترًا) في منطقة معدات الدعم الهندسي. الخزان عبارة عن حاوية تخزين بلاستيكية بسعة 450 جالونًا أمريكيًا (1700 لتر؛ 370 جالونًا إمبراطوريًا) (ما يعادل 8 أيام من المياه بمعدل 6 جالونات أمريكية (23 لترًا؛ 5.0 جالونًا إمبراطوريًا) للشخص الواحد في اليوم). يجب حمل المياه يدويًا أو ضخها عبر خرطوم من خزان مياه الشرب إلى الخزان الداخلي للمسكن، والذي يتسع لحوالي 60 جالونًا أمريكيًا (230 لترًا؛ 50 جالونًا إمبراطوريًا). ثم يتم تغذية المياه بالجاذبية في مضخة ضغط توزع المياه العذبة على بقية المسكن، بما في ذلك سخان المياه. المياه المستخدمة في تدفق المراحيض هي مياه رمادية . هذه مياه صرف صحي تتدفق إلى أسفل مصارف الحوض والدش في المسكن ثم عبر نظام المياه الرمادية خارج المسكن الأخضر. يتم تقنين المياه ومراقبتها لتقليل عدم الكفاءة والهدر في النظام.

تم تجهيز المسكن أيضًا باتصال بالإنترنت والعديد من كاميرات الويب حتى يتمكن الجمهور من مشاهدة المهمة الجارية. ^[21]

جرين هاب

GreenHab هي صوبة زراعية تستخدم لزراعة المحاصيل وأبحاث النباتات. تم تدمير GreenHab الأصلية التي صممها غاري فيشر، والتي تم تجديدها في عام 2009 من مركز تدوير مياه مغلق إلى صوبة زراعية وظيفية، في حريق في ديسمبر 2014، ^[22] وتم استبدالها في سبتمبر 2015 بعد حملة Indiegogo التي جمعت 12540 دولارًا لإعادة بنائها.

في الأصل، كان من المخطط أن يكون GreenHab المعاد بناؤه قبة جيوديسية، ولكن بمجرد وضع اللوح والإطار في مكانهما، لم يكن من الممكن جعلها مقاومة للرياح والشتاء، لذا تم الانتهاء منها كقبة علمية جديدة. GreenHab الجديد عبارة عن مبنى شفاف يبلغ طوله 12 قدمًا وعرضه 24 قدمًا ويمكن التحكم في مناخه وضوءه. النباتات المزروعة في GreenHab هي في الغالب أعشاب وخضروات وفجل وطماطم وخضروات أخرى.

مرصد مسك المريخي الصحراوي

يضم مرصد مسك المريخ الصحراوي تلسكوب شميدت كاسيجرين بقطر 28 سم (11 بوصة) ، تبرعت به شركة سيليسترون . ^{[ بحاجة لمصدر ]} يمكن تشغيل التلسكوب عن بُعد، ويمكن لعلماء الفلك الهواة والمحترفين الوصول إليه عبر الإنترنت . تشمل الجهات الراعية الأخرى للمرصد شركة Le Sueur Manufacturing Inc.، التي وفرت رصيف Astro-Pier الذي تم تثبيت التلسكوب عليه؛ وشركة Software Bisque، التي وفرت برنامج TheSky؛ وشركة Vince Lanzetta من مراصد الساحل الشرقي؛ وشركة Adirondack Video Astronomy؛ وشركة High Point Scientific؛ وشركة Technical Innovations؛ وجمعية Lehigh Valley Amateur Astronomical Association.

إن إضافة مرصد صحراء المريخ في مسك توفر فرصًا بحثية لم تكن متاحة من قبل لطاقم العمل والمعلمين والطلاب المحليين. يتم دعوة الطلاب والمعلمين للتفاعل مع الطاقم واستخدام المرصد كأداة تعليمية.

تم إنجاز المهام الهندسية في وحدة الإصلاح والتجميع، وحجرة وقود مروحية شينوك مُجهزة لتخزين الأدوات، ومساحات العمل للمشاريع الهندسية وإصلاح أدوات المحطة. تم نقلها إلى الحرم الجامعي في أكتوبر 2017 وأصبحت جاهزة للعمل بكامل طاقتها في نوفمبر 2018. ^{[ بحاجة لمصدر ]}

آخر

إلى الشمال من GreenHab يوجد خزان الصرف الصحي تحت الأرض وحقل تدفقه. هذه المنطقة هي "منطقة ممنوع القيادة فيها - حركة المشاة فقط" حيث لا يوجد سجل يوضح مكان دفن خزان الصرف الصحي بالضبط. إلى الشرق من GreenHab يوجد تلسكوب راديوي متعدد الاتجاهات .

يعد MDRS موقعًا لتحدي University Rover السنوي ، ^[23] والذي أقيم أوله في 2 يونيو 2007.

يظهر علم المريخ على عدد من المباني، كما يظهر علم الولايات المتحدة أيضًا .

انظر أيضا

مراجع

^ واينرسميث، كيلي؛ واينرسميث، زاك (27 ديسمبر 2023). "الخراب الجميل للحياة على المريخ — على الأرض". نيويورك تايمز . مؤرشف من الأصل في 27 ديسمبر 2023. استرجاع 27 ديسمبر 2023 .
^ "الصفحة الرئيسية". محطة أبحاث الصحراء المريخية . 2017-10-07 . تم الاسترجاع 2022-10-09 .
^ "تعرف على الطاقم الذي يستعد للحياة البشرية على المريخ". 2018-05-04. مؤرشف من الأصل في 2018-10-17 . تم الاسترجاع 2018-10-16 .
^ هورتون، مايكل (18 يناير 2009). "محطة أبحاث الصحراء المريخية تحاكي قاعدة المريخ". TechFragments.com . مؤرشف من الأصل في 5 فبراير 2010. تم الاسترجاع في 16 فبراير 2010 .
^ جريجوري، هيو؛ جراهام، بول (مارس 2007). "wp20070331.xls". MDRS-Navigation-Waypoints-Data-Base .
^ "موقع FMARS". fmars.marssociety.org . مؤرشف من الأصل في 23 يونيو 2011 . تم الاسترجاع في 21 فبراير 2011 .
^ "محطة أبحاث صحراء المريخ: خلفية المشروع". MarsSociety.org . مؤرشف من الأصل في 14 ديسمبر 2013. تم الاسترجاع في 16 فبراير 2010 .
^ كاكو، ميتشيو (2018). مستقبل البشرية: تحويل المريخ إلى أرض صالحة للسكن، والسفر بين النجوم، والخلود، ومصيرنا خارج الأرض . دار دوبلداي، قسم من دار نشر بنغوين راندوم هاوس. ص. 85. رقم ISBN 9780385542760يحاول منظمو برنامج MDRS جعل التجربة واقعية قدر الإمكان واستخدام هذه الجلسات كوسيلة لاختبار البعد النفسي للبقاء معزولًا على المريخ لفترات طويلة مع غرباء نسبيًا.
^ "المحاكاة تمنح معلمي يوتا تجربة العيش والعمل على المريخ". FOX 13 News Utah (KSTU) . 2023-01-10 . تم الاسترجاع في 2023-02-26 .
^ موران، مارك؛ ميلر، جوزيف د؛ كرال، تيم؛ سكوت، ديف (نوفمبر 2005). "غاز الميثان الصحراوي: الآثار المترتبة على اكتشاف الحياة على المريخ". إيكاروس . 178 (1): 277-280. رمز Bibcode :2005Icar..178..277M. doi :10.1016/j.icarus.2005.06.008.
^ يونغ، كيلي؛ تشاندلر، ديفيد إل (7 ديسمبر 2005). "الحشرات المتطرفة تدعم فكرة الحياة على المريخ". نيو ساينتست . مؤرشف من الأصل في 24 ديسمبر 2013. تم الاسترجاع في 4 سبتمبر 2017 .
^ Direito, Susana OL; Ehrenfreund, Pascale; Marees, Andries; Staats, Martijn; Foing, Bernard; Röling, Wilfred FM (2011-07-01). "مجموعة واسعة من الكائنات المتطرفة المفترضة وتنوع بيتا الكبير في محطة أبحاث صحراء المريخ (يوتا)". المجلة الدولية لعلم الأحياء الفلكي . 10 (3): 191-207. Bibcode :2011IJAsB..10..191D. doi :10.1017/S1473550411000012. S2CID 85780817.
^ "ملخصات الأبحاث". MarsSociety.org . مؤرشف من الأصل في 14 ديسمبر 2013. تم الاسترجاع في 16 فبراير 2010 .
^ "قواعد مهمة MDRS". mdrs.marssociety.org . مؤرشف من الأصل في 10 يوليو 2012 . تم الاسترجاع في 21 فبراير 2011 .
^ "MDRS 2011". MDRS2011.com . مؤرشف من الأصل في 19 مارس 2011 . تم الاسترجاع في 21 فبراير 2011 .
^ Häuplik-Meusburger, Sandra; Bishop, Sheryl; O'Leary, Beth (2021). Vakoch, Douglas A. (محرر). الموائل الفضائية وقابلية السكن: التصميم للبيئات المعزولة والمغلقة على الأرض وفي الفضاء (الطبعة الأولى). Springer Science+Business Media . ISBN 978-3030697396.
^ Cusack, Stacy L. (January 1, 2010). Observations of Crew Dynamics during Mars Analog Simulations (PDF) . تحدي إدارة مشروع ناسا 2010. جالفستون، تكساس. مؤرشف (PDF) من الأصل في 18 يوليو 2022. تم الاسترجاع في 18 يوليو 2022 – عبر خادم التقارير الفنية التابع لوكالة ناسا .
^ Häuplik-Meusburger, Sandra; Bishop, Sheryl; O'Leary, Beth (2021). Vakoch, Douglas A. (محرر). الموائل الفضائية وقابلية السكن: التصميم للبيئات المعزولة والمغلقة على الأرض وفي الفضاء (الطبعة الأولى). Springer Science+Business Media . ISBN 978-3030697396.
^ ab Häuplik-Meusburger, Sandra; Bishop, Sheryl; O'Leary, Beth (2021). Vakoch, Douglas A. (ed.). Space Habitats and Habitability: Designing for Isolated and Confined Environments on Earth and in Space (1st ed.). Springer Science+Business Media . ISBN 978-3030697396.
^ ميسيري، ليزا (9 سبتمبر 2016). وضع الفضاء الخارجي: إثنوغرافيا أرضية للعوالم الأخرى . دورهام: مطبعة جامعة ديوك . ص. 200، ملاحظة 19. رقم ISBN 978-0-8223-6187-9. OCLC 926821450.
^ "MDRS Web Cams". FreeMars.org . مؤرشف من الأصل في 12 أبريل 2011 . تم الاسترجاع في 21 فبراير 2011 .
^ "تدمير MDRS GreenHab بالنيران". Mars Society. 30 ديسمبر 2014. مؤرشف من الأصل في 6 فبراير 2015. تم الاسترجاع 31 ديسمبر 2014 .
^ "University Rover Challenge". urc.marssociety.org . مؤرشف من الأصل في 20 مايو 2018 . تم الاسترجاع في 21 فبراير 2011 .