Woda i konsekwencje jej braku
Jak wiadomo, Ziemia to planeta, na której znajduje się całe mnóstwo wody. Oceany pokrywają ponad 70% jej powierzchni. Oczywiście my, ludzie, uważamy to za coś normalnego, ale prawda jest taka, że w skali kosmosu jest to środowisko niezwykle wyjątkowe.
Jako że woda jest tak wszechobecna na Ziemi, naukowcy wciąż uczą się, jak naprawdę wygląda środowisko bezwodne i jakie egzotyczne substancje mogą w nim występować. Mowa o substancjach, które na Ziemi są rzadkie lub nie występują, ponieważ woda na przestrzeni miliardów lat wchodziła z nimi w interakcje i je rozpuściła lub zneutralizowała.
Eksperyment, który wywrócił wszystko do góry nogami
To, jak bardzo różni się środowisko wodne od bezwodnego zaprezentowały w 1976 roku lądowniki Viking 1 i Viking 2 NASA, które odwiedziły Marsa. Dla przypomnienia, były to pierwsze lądowniki, które wylądowały na Czerwonej Planecie i które prowadziły próby poszukiwania tam bezpośrednich oznak życia.
Kluczową częścią obydwu był eksperyment Labeled Release. W jego ramach robotyczne ramię każdego lądownika pobierało próbkę marsjańskiej gleby i umieszczało ją w laboratorium na pokładzie pojazdu. Próbkę zwilżano następnie kilkoma kroplami roztworu wody i kilku prostych cząsteczek organicznych zawierających izotop węgla C14. Eksperyment zakładał jedno – jeżeli w glebie występują bakterie lub coś podobnego, pożrą składniki odżywcze z roztworu, wydzielając radioaktywny dwutlenek węgla, który zostałby wykryty przez instrumenty lądownika. Czy taki dwutlenek węgla został w wyniku eksperymentu wydzielony? O dziwo tak.
Na początku naukowcy byli zachwyceni wynikiem swoich wysiłków, ale potem zaczęły rodzić się pytania. To dlatego, że próbki gleby wydzielały dwutlenek węgla nawet po trzygodzinnej sterylizacji w temperaturze 160 stopni Celsjusza. Co gorsza, po dalszych analizach nie znajdowano w nich śladów związków organicznych.
Zgodnie z najpowszechniej uznawaną teorią, za wytworzenie w marsjańskiej glebie dwutlenku węgla odpowiadały nie organizmy żywe, a wysoce reaktywne, zawierające tlen związki chemiczne zwane ponadtlenkami, nadtlenkami i nadchloranami. Związki te powstają, gdy silne promieniowanie ultrafioletowe uderza w szczególnie szorstkie cząstki gleby i zawierają wiele wolnych wiązań chemicznych. Na Ziemi są bardzo rzadkie, ponieważ woda je niszczy i prowadzi do erozji szorstkich powierzchni cząstek gleby, które mogą je wytwarzać. Przeciwnie jest na Księżycu i Marsie, albowiem tam trudno o wodę i łatwo o promieniowanie UV.
Ponadtlenki, nadtlenki, nadchlorany na Marsie i Księżycu – zagrożenie ale i okazja
Ponadtlenki, nadtlenki i nadchlorany są dużym zmartwieniem do naukowców i inżynierów z branży kosmicznej – z wielu powodów. Te nie dość, że mogą niszczyć wszelkie ślady skamielin biologicznych, to są silnie żrące, a więc mogą niszczyć sprzęt, a nawet drażnić i parzyć niechronioną skórę i tkanki płuc. Właśnie z tego powodu naukowcy z Politechniki Narodowej w Atenach i Uniwersytetu w Patras szukają metody, która pozwoli na wykrywanie tych niebezpiecznych związków.
Wykorzystując próbki gleby z podobnych do Marsa pustyń Mojave i Atacama, a także napromieniowane nadchlorany, badacze pragną zaprojektować małe urządzenie (mniejsze niż książka w miękkiej oprawie), które będzie wykrywać złoża ponadtlenków, nadtlenków i nachloranów. Takie urządzenie pozwoliłoby astronautom unikać potencjalnego zagrożenia.
Co najlepsze, możliwe, że technologię opracowywaną przez uczonych z Grecji można by rozwinąć na tyle, by opracować reaktor chemiczny, który przekształcałby te niebezpieczne gleby w potencjalnie niewyczerpane źródło tlenu. Produkowany w ten sposób tlen mogłyby wykorzystywać przyszłe placówki na Księżycu i Marsie.
Farma tlenu na Księżycu. Wizja artysty. | Źródło: Politechnika Narodowa w Atenach/Uniwersytet w Patras
„Ekscytującym aspektem jest to, że ta technika może być wykorzystywana nie tylko do wykrywania ponadtlenków.”, powiedziała Małgorzata Hołyńska, inżynier z ESA. „Projekt, wspierany przez Element Rozwoju Technologii ESA, będzie obejmował wstępny design urządzenia służącego do wydobywania tlenu z gleby – procesu, który nazywamy uprawą tlenu. Słoneczne promieniowanie UV ma uzupełniać jej zapasy tlenu w ciągu kilku godzin. Szacuje się, że obszar o powierzchni 1,2 hektara dostarczałby ilość tlenu, która pozwalałaby utrzymać przy życiu jednego astronautę.”
W najbliższej przyszłości greccy naukowcy zamierzają spróbować stworzyć swój własny syntetyczny księżycowy regolit, jako że te dostępne komercyjnie nie nadają się do ich eksperymentów. Jeśli to się nie uda, wykorzystają w swoich badaniach księżycowe lub marsjańskie meteoryty. Cóż, nie pozostaje nam nic innego, jak życzyć im powodzenia. Ich wysiłki mogą być kluczowe dla przebiegu przyszłych załogowych misji kosmicznych.
Źródło: ESA, fot. tyt. ESA