Pozemní analogové stránky - Terrestrial analogue sites

Pozemní analogové stránky (také zvaný "vesmírné analogy") jsou místa na Zemi s předpokládanými minulými nebo současnými geologickými, environmentálními nebo biologickými podmínkami nebeského tělesa, jako je Měsíc nebo Mars. Analogová místa se používají v rámci průzkumu vesmíru buď ke studiu geologických nebo biologických procesů pozorovaných na jiných planetách, nebo k přípravě astronautů na povrch mimosilniční aktivita.

Definice

Rio Tinto analogová stránka, která získala nedávný vědecký zájem kvůli přítomnosti extremophile aerobní bakterie kteří přebývají ve vodě^[1]

Antarktický analog Stanice Concordia, kde mohou teploty klesnout až k -80 ° C

Výcvik EVA pod vodou na měsíčním povrchu COMEX v Marseille

Analogové stránky jsou místa na Zemi s předpokládanými, minulými nebo současnými, geologickými, environmentálními nebo biologickými podmínkami nebeského tělesa. Analogické studie lokalit jsou nezbytné, protože pomáhají porozumět geologickým procesům (na Zemi), které lze extrapolovat na jiné Sluneční Soustava orgány za účelem interpretace a ověření údajů získaných od orbiters nebo planetární vozítka. Analogová místa jsou také důležitá pro optimalizaci vědeckých a technologických potřeb a strategií průzkumu v robotických misích nebo misích s posádkou na Měsíc nebo na Mars.^[2] Definice vesmírných analogů je proto poměrně rozsáhlá, sahající od míst na Zemi, která vykazují geologické nebo atmosférické charakteristiky, které jsou blízké těm, které byly pozorovány na jiných nebeských tělesech, až po místa, která se používají pro simulace vesmírných misí k testování odběrných nebo vrtných zařízení, skafandry, nebo výkon astronauti ve snížené gravitaci.

Některá místa jsou proto vhodná k testování nástrojů pro exobiologický výzkum nebo k trénování postupů odběru vzorků pro terénní průzkumy. Jiné stránky nabízejí extrémní prostředí, které mohou astronauti využít k přípravě na potíže v budoucích vesmírných misích.

Věrnost

Důležitým pojmem při hodnocení analogových stránek je pojem „věrnost“, který popisuje podobnost analogu s jeho mimozemským korespondentem. Věrnost se používá v srovnávací planetární věda vyjádřit analogii pozemského místa s cílovým mimozemským povrchem. Tato klasifikace je možná na základě různých kritérií, jako je geomorfologie, geochemie, exobiologie nebo podmínky průzkumu.

Geomorfologie

Geomorfologie je vědecké studium krajiny a procesy, které je formují. Pokud jde o analogická místa, vědci hledají místa na Zemi, která vykazují podobné tvary reliéfu, jaké lze nalézt na průzkumných cílech, jako je Měsíc, Mars nebo dokonce asteroidy a komety. Cílem je konfrontovat astronauty, roboty nebo vědecké vybavení s místy, které svým geologickým vzhledem připomínají tyto mimozemské povrchy. Příkladem jsou vulkanická místa, která připomínají měsíční terén (regolit ), polární polohy a ledovce to lze přirovnat k pólům Marsu nebo Jupiter měsíc Evropa nebo pozemské lávové trubice který lze také najít na Měsíci nebo Marsu.

Geochemie

Geochemie je věda, která využívá principy chemie vysvětlit mechanismy hlavních geologických systémů. Aspekt geochemie je důležitý pro analogová místa, když místa nabízejí možnost otestovat analytické nástroje pro budoucí vesmírné mise (s posádkou nebo robotem). Geochemická věrnost je také důležitá pro vývoj a testování zařízení používaných pro využití zdrojů in-situ. Příkladem takových analogických stránek jsou pozemské sopky, které nabízejí horniny podobné těm, které se nacházejí na Měsíci nebo hematit konkrementy, které lze nalézt v pouštích Země a také na Marsu (tzv. „Borůvky“).

Exobiologie

Exobiologie nebo astrobiologie je studium původu a vývoje mimozemský život. V pozemských analogech je úsilí zaměřeno na identifikaci tzv extremophile organismy, což jsou formy života, které žijí a přežívají v extrémních podmínkách, jaké lze nalézt na jiných planetách nebo měsících. Cílem tohoto výzkumu je porozumět tomu, jak takové organismy přežívají a jak je lze identifikovat (nebo jejich zbytky).

Příklady analogických míst exobiologie jsou Rio Tinto v Španělsko, který je hostitelem bakterie které mohou přežít vysoké teploty a drsné chemické podmínky, nebo černí kuřáci v hlubokém moři, které hostí kolonie života, se tvoří za podmínek vysokého tlaku a teploty. The studené suché hyperaridní jádro pouště Atacama je jedním z našich nejbližších analogů pro povrchové podmínky na Marsu a často se používá k testování roverů a zařízení pro detekci života, které mohou být jednoho dne odeslány na Mars.^{[3][4][5][6][7]} Vědci mohou na takových analogových místech testovat vzorkovací zařízení určené k vyhledávání a identifikaci forem života.

Podmínky průzkumu

Dalším kritériem pro hledání analogických míst jsou místa, kde lze simulovat podmínky průzkumu budoucích astronautů. Budoucí průzkumníci Měsíc nebo Mars bude muset zvládnout různé podmínky, například omezené gravitace, záření, pracovat pod tlakem skafandry a extrémní teploty. Příprava astronautů na tyto podmínky vyžaduje výcvik na místech, která vykazují některé z těchto podmínek. Operace, které lze simulovat, sahají od izolace k životu mimosilniční aktivita (EVA) ve snížené gravitaci ke konstrukci stanovišť. Příkladem analogických lokalit, které nabízejí takové podmínky průzkumu, jsou výzkumné stanice na pólech nebo podvodní výcvik EVA, jak se provádí na NEEMO podle NASA nebo v podmořském analogu Marseille do COMEX.^[8] Podvodní analogová místa umožňují výcvik astronautů v neutrálních podmínkách vztlaku (například v testovacích bazénech NASA, ESA nebo Star City v Rusku) při provozu v přírodním terénu. Potenciální cíle pro tento výcvik jsou mise na Měsíc a Mars, k testování vzorkování, vrtání a průzkumu terénu v 1/6 nebo 1/3 zemské gravitace nebo asteroidů a testování kotvících systémů v mikrogravitaci.

Historie vesmírných analogů

Pojem vesmírných analogů není nový. NASA používá tato místa po dlouhou dobu k výcviku svých astronautů pro vesmírné mise. Následující data jsou převzata z oficiálních stránek NASA.^[9]

První analogová mise byla provedena v roce 1997 v roce 2006 Arizona. Od té doby tam NASA vede každoroční mise, které hodnotí a testují EVA a základnové systémy a operace. Toto místo bylo vybráno pro testování materiálů v dezolátním prostředí s členitým terénem, ​​prašnými bouřkami, extrémními teplotami ...

Ve stejném roce byl zahájen projekt Haughton-Mars (HMP) Ostrov Devon v Arktidě. Od té doby se tam uskutečnilo 14 misí za účelem testování technologií a operací ve vzdáleném extrémním prostředí a provádění vědeckého výzkumu v terénu podobném Marsu.

V roce 2001 provedla NASA misi s názvem NEEMO u Florida, 62 stop (19 m) pod vodou, to měla být simulace pro šest aquanautů žijících ve stísněném prostoru. Byl to také způsob, jak otestovat průzkumné zařízení v extrémním a izolovaném prostředí. Od roku 2001 tam bylo podniknuto 14 misí v prostředí více organizací.

Od roku 2004 se v létě každé léto konají dvoutýdenní mise Pavilon Lake v Kanada. Toto analogické místo umožňuje astronautům trénovat hledání důkazů o životě v extrémním prostředí se sníženou gravitací. Jedná se o mezinárodní a víceorganizační projekt prováděný pod vodou.

Poslední analogická stránka používaná NASA je na Mauna Kea na velkém ostrově Havaj. Dvě mise již byly podniknuty a další se měla očekávat v roce 2012. Tento projekt byl veden k testování technologií pro udržení lidského průzkumu na pustých planetárních površích, jako je Měsíc nebo Mars.

Prostřednictvím studentské komunity 2017 se objevil velký zájem o vesmírné analogy NASA Ames Vstup do soutěže o hlavní cenu Anastasi, zkoumá možnost podmořského osídlení jako předběžnou infrastrukturu vesmírného osídlení.

Cíle

Historie používání pozemských analogů ukazuje důležitost spojenou s používáním analogových stránek při ověřování prostorových technologií a vědeckých přístrojů. Analogové stránky však mají i další využití:

Výcvik

Vesmírné analogy mohou pomoci vyškolit personál v používání technologií a nástrojů a ve vědění, jak se chovat ve skafandru. Existují tedy dva typy analogických míst: místa pod vodou a místa na povrchu.

• Místa pod vodou simulují prostředí se sníženou gravitací kompenzací hmotnost podle Archimédův princip, což simuluje nulovou gravitaci nebo sníženou gravitaci (například měsíční gravitace).
• Povrchové weby slouží k výcviku astronautů, aby chodili a pohybovali se ve skafandru, a testovali Mars Exploration Rover (například). Expedice na povrchová místa také pomáhají učit geologii astronautům, kteří se většinou cvičili jako piloti.

Exobiologie

Vesmírné analogy mohou mít potenciální podobnosti s prostředím pro exobiologii. Na některých místech na Zemi podmínky umožňují pouze určité druhy organismů - extremophile organismy - žít.

Aktuálně používané vesmírné analogy

Následující tabulka uvádí seznam aktuálně používaných vesmírných analogů na Zemi.

Seznam aktuálně používaných analogových stránek

Název umístění	Souřadnice (desetinné)	Popis	Geomorfologická věrnost	Věrnost geochemie	Exobiologická věrnost	Věrnost podmínek průzkumu
Mars Desert Research Station, USA Mars Desert Research Station Pouštní výzkumná stanice Mars (USA)	38.406458, -110.791903	Poušť v Utahu poblíž silnice 24 11,6 km od Hanksville. Disponuje simulátorem vesmírných stanovišť. Výzkumná stanice, stanice společnosti Mars Society, se skládá ze tří budov, Habitat, Greenhab, Musk Mars Desert Observatory a vzdáleně umístěné Engineering Support Equipment Area.	Měsíc Písek Mars Kamenitá země s prachovými ďábly	Mars Mořské břidlice, uhlí, sírany, uhličitany a křemenné horniny	Mars Extremofilní organismy (sucho a vysoké teploty)	Povrch EVA EVA v pozemské gravitaci. Vězení Uzavření v prostředí izolovaného prostoru. Stanoviště a LSS Simulace stanoviště instalovaného prostoru.
Ostrov Devon, Kanada Impaktní kráter Haughton Impaktní kráter Haughton (Kanada)	75.383333, -89.666667	Kráter na ostrově Devon, kráter Haughton, připomíná povrch Marsu více způsoby než jakékoli jiné místo na Zemi. Je to mezinárodní a multidisciplinární místo, kde jsou nízké teploty. Potřebujete loď, abyste se dostali na ostrov a ke kráteru. Marsově podobná krajina suchého, neobsazeného, ​​skalnatého terénu a extrémní pro testování strategií planetárního průzkumu, jako jsou bezpečnostní podmínky prostředí. HMP (Haughton Mars Project) prováděný NASA od roku 1997.	Měsíc Analogie s kráterem Shackleton, nárazovým kráterem o šířce 19 km na jižním pólu Měsíce Mars Volná skála, krátery, mletý led, skalní ledovce, starodávné horké prameny a jezera, rokle, vysychající údolí, údolní sítě a kaňony.	Mars Křemenné skály, břidlice a alochtonní brekcie	Mars Permafrost (důkazy o vodě v minulosti) Vnější měsíce Permafrost	Povrch EVA EVA v pozemské gravitaci. Stanoviště a LSS Simulace v extrémních podmínkách, nedostatek instalací a izolace.
Špicberky, Norsko Špicberky Špicberky (Arktida)	78.00, 16.00	Nachází se v Arktidě, environmentální a topologická geografie jsou velmi blízké Marsu. Tato stránka se nachází v sopečné oblasti s velmi nízkými teplotami. The Analogická expedice na Špicberky z Arktického Marsu (AMASE) byla od roku 2003 neprovedena NASA.	Měsíc Červený pískovec Mars Kamenitá půda, drsné pole, skalní ledovce, vulkanický střed, horké prameny, trvalé řeky, mezery a záhyby	Měsíc Sopečné horniny (čedič) Mars Břidlice	Mars Extremofilní organismy (extrémní teploty)	Povrch EVA EVA v pozemské gravitaci. Vězení Uzavření během cvičení, žádná komunikace mezi dvěma týmy. Stanoviště a LSS Simulace v extrémních podmínkách, nedostatek instalací a izolace.
Rio Tinto, Španělsko Rio Tinto Rio Tinto (Španělsko)	37.40396, -6.33576	Nachází se ve Španělsku, tato poušť protíná řeku Rio Tinto a má environmentální a topografickou geografii blízkou geografii Marsu. Neexistuje žádná vegetace a teploty se pohybují mezi 10 ° C a 20 ° C, což umožňuje určitou teplotní stabilitu. Tato stránka je velmi snadno dostupná díky své blízkosti s velkou silnicí a městem.	Měsíc Červený pískovec Mars Meridiani Planum a kamenitá půda	Mars Žehlička (pyrit ) a sulfidové minerály	Mars extremofilní aerobní bakterie (extrémní prostředí), chemolithotrophic mikroorganismy	Povrch EVA EVA v pozemské gravitaci.
McMurdo Suchá údolí, Antarktida McMurdo Suchá údolí McMurdo Dry Valleys (Antarktida)	-77.466667, 162.516667	Nachází se v Antarktidě, tato údolí jsou údolími bez sněhu. Jsou umístěny poblíž základny McMurdo, což je výhoda pro zařízení. Prostředí je extrémní kvůli velmi nízkým teplotám (od -50 do 8 ° C). Tento web používá NASA od ledna 2008 do února 2009 k testování nafukovacího stanoviště v extrémním prostředí.	Měsíc Suché a studené Mars Suchá, studená, kamenitá půda a údolí	Měsíc žula Mars Žehlička	Měsíc Endolitické fotosyntetické bakterie (extrémní teploty) Mars Anaerobní organismus (metabolismus na bázi železa a síry)	Povrch EVA EVA v pozemské gravitaci. Vězení Uzavření týmu (žádná komunikace, izolace). Stanoviště a LSS Simulace v extrémních podmínkách.
Poušť Atacama, Chile Poušť Atacama Poušť Atacama (Jižní Amerika)	-24.5, -69.25	Tato poušť se nachází v Chile a je nejsušší a nejstarší pouští na Zemi. Vyznačuje se různými prostředími, která se liší množstvím vody dostupné pro život (pobřežní oblast Atacama, hyperaridní jádro Atacamy a pohoří And), hyperaridní jádro obsahuje některá z nejsušších míst na Zemi, s některými, jako je María Elena South, byl suchý jako Mars. Poušť Atacama se také vyznačuje svými vysoce slanými půdami, bohatými na vysoce oxidující druhy, jako jsou chloristany, a také tím, že je nejvíce UV ozářenou oblastí na Zemi.	Měsíc písek Mars Nadpozemský vzhled půdy	Mars Chloristany	Mars Extremofilní organismy (extrémní teploty)	Povrch EVA EVA v pozemské gravitaci. Vězení Vězení během mise (daleko od civilizace) Stanoviště a LSS Simulace v extrémních podmínkách.
Kráter meteorů, USA Kráter meteorů Meteor Crater (USA)	35.027222, -111.0225	Tento kráter je soukromá stránka, která patří Barringerově rodině. Jedná se o známý kráter, ale přístup na web vyžaduje zaplatit rodině daň. Jeho umístění v Arizoně poblíž hlavní silnice 40 znamená, že je velmi snadné dosáhnout s kamionem. Nachází se 69 km od Flagstaffu. V 60. letech se astronauti NASA cvičili v kráteru, aby se připravili na Mise Apolla na měsíc.	Měsíc Pískovec Mars Kamenitá půda	Mars Dolomit, coesite a stishovite	Mars Extremofilní organismy (extrémní teploty)	Povrch EVA EVA v pozemské gravitaci. Stanoviště a LSS Simulace v extrémních podmínkách.
Kilauea Sopka, USA Sopka Kilauea Sopka Kilauea (Amerika)	19.425, -155.291944	Sopka Kilauea se nachází na velkém ostrově Havaj. Tento ostrov se skládá z různých hor díky sopečné činnosti v této oblasti. Podnebí je tropické a teploty jsou chladné a stabilní (od 10 do 20 ° C). Kvůli tropickému podnebí prší mezi listopadem a dubnem. NASA již otestovala některé technologie na sousedním místě Mauna Kea.	Měsíc Sopečný prach Mars Sopečný střed a záhyby	Měsíc Sopečné horniny (čedič) Mars Oxid křemičitý	Mars Extremofilní organismy (extrémní prostředí)	Povrch EVA EVA v pozemské gravitaci. Stanoviště a LSS Simulace v extrémních podmínkách, produkce kyslíku z půdy.
Kráter Sudbury, Kanada Kráter Sudbury Sudbury Crater (Kanada)	46.6, -81.183333	Tento kráter, který se nachází v Ontarionu (Kanada), má určité zvláštnosti: v jeho středu se nachází město zvané Greater Sudbury. Teploty v této oblasti jsou mezi -5 a 15 ° C. Tato stránka je velmi snadno dostupná a blízkost města znamená, že je snadné tam nasadit týmy.	Mars Kamenitá půda	Měsíc Pseudotachylit Mars Nikl a kovy		Povrch EVA EVA v pozemské gravitaci. Stanoviště a LSS Simulace v chladných podmínkách.
Národní park Teide, Španělsko Sopečný park Teide Sopečný park Teide (Afrika)	28.263, -16.616	Nachází se na ostrově zvaném Tenerife který patří Španělsku. Samotné místo patří do národního parku, který se skládá ze dvou sopek. Národní park Teide je dobře známý a dobře zachovalý park a teploty jsou nízké (mezi 10 a 30 ° C).	Mars Kamenitá půda, mezery a záhyby	Měsíc Sopečné horniny (čedič a fonolit) Mars Stejné kameny na Marsu i na místě	Mars Test ultrafialového světla k detekci života na Marsu	Povrch EVA EVA v pozemské gravitaci.
LMAS (Lunar Mars Analogue Site) Sainte-Rose, Réunion, Francie Sainte-Rose Sainte-Rose (Afrika)	-21.243622, 55.713751	Nachází se na Réunionu (francouzský ostrov poblíž Madagaskaru), lokalita Sainte-Rose zahrnuje sopku „Piton de la Fournaise“. Je blízko města, východně od ostrova. Sopka je stále aktivní.	Měsíc Rovina písku (měsíční kopce) Mars Sopečný střed, mezery a záhyby	Měsíc Sopečné horniny (čedič) Mars Iridium		Povrch EVA EVA v pozemské gravitaci. Stanoviště a LSS Simulace za vulkanických podmínek.
Stanice Concordia, Antarktida Stanice Concordia Stanice Concordia (Antarktida)	-75.1, 123.558	Stanice Concordia se nachází v Antarktidě a je francouzsko-italským výzkumným střediskem. Jeho poloha je velmi daleko od jakékoli jiné stanice (nejbližší stanice je asi 550 km - ruská) Stanice Vostok ). Na místě jsou teploty mrznoucí (od -82 ° C do -48 ° C). Tato stanice je v provozu od roku 2005 a slouží ke studiu medicíny, glakologie a astronomie.	Měsíc Led, meteoritový prach		Mars Extremofilní organismy (extrémní teploty)	Povrch EVA EVA v pozemské gravitaci a extrémním prostředí. Vězení Stanice Concordia je zvláště užitečná pro studium chronické hypobarické hypoxie, stresu sekundárního po uzavření a izolaci. Stanoviště a LSS Simulace v extrémních podmínkách a analogie slouží k trénování dlouhotrvajících misí v hlubokém vesmíru.
Pavilon Lake, Kanada Pavilon Lake Pavilion Lake (Kanada)	50.86502, -121.737442	Nachází se v Kanadě a je to podvodní vesmírný analog používaný různými národy (Kanada a USA). Projekt, který se tam uskutečňuje, má název Pavilion Lake Research Project. Jedná se o mezinárodní a multidisciplinární projekt, který existuje od roku 2004 každé léto. Hlavním posláním tohoto projektu je naučit se a procvičovat činnosti v přírodovědných oborech, včetně hledání důkazů o životě, v extrémním prostředí se sníženou gravitací.[9] Výhodou jezera je, že zde není žádné bobtnání a klidná voda, díky čemuž je simulace bezpečnější a lze ji použít do hloubky 65 metrů.	Měsíc Písek Mars Kamenitá půda	Mars Uhličitan	Mars Mikrobiality	Povrch EVA EVA se sníženou, nulovou nebo negativní gravitací. Stanoviště a LSS Simulace v podmínkách a stresu pod vodou (problém kyslíku).
Národní park Gros Morne, Kanada Národní park Gros Morne Národní park Gros Morne (Kanada)	49.621667, -57.752778	Nachází se na ostrově v Kanadě, tato stránka patří do národního parku Gros Morne, což je dobře známý park. Park je docela izolovaný a daleko od jakéhokoli města. Teploty se pohybují mezi -13,3 a 19,6 ° C.	Mars Kamenitá půda, drsné pole a ledovcová údolí	Měsíc Oceánská kůra (čedič a gabro) Mars Křemenec		Povrch EVA EVA v pozemské gravitaci.
Laguna des Tirez, Španělsko Laguna des Tirez Laguna des Tirez (Španělsko)	39.538238, -3.357825	Nachází se ve Španělsku, tato stránka je laguna s hloubkou 20 metrů a je vzdálená 110 km od Madridu. Teploty jsou nízké (-0,4 až 25,8 ° C) a lokalita se nachází poblíž města Villacañas a je snadno dosažitelná díky silnicím v okolí.	Mars Kamenitá půda a horké prameny	Mars Železo, sírany a hořčík	Mars Bakterie redukující acetoclastický sulfát a hydrogenotrofní methanogenní archea	Povrch EVA EVA se sníženou, nulovou nebo negativní gravitací. Stanoviště a LSS Simulace v podmínkách pod vodou.
NEEMO, USA NEEMO NEEMO (Spojené státy)	24.95, -80.453611	Nachází se v USA, 5,6 km od Key Largo na Floridě, je to podvodní vesmírný analog a je hluboký 19 metrů. NEEMO, což znamená NASA Extreme Environment Mission Operations, je projekt prováděný NASA, jehož cílem je umožnit šesti aquanautům žít a pracovat ve stísněné, ponořené laboratoři za účelem simulace průzkumu posádky v nepřátelském prostředí s podporou povrchové infrastruktury. Tato mise existuje od roku 2001.	Měsíc Písek			Povrch EVA EVA se sníženou, nulovou nebo negativní gravitací. Vězení Vězení až na tři týdny v laboratoři. Stanoviště a LSS Simulace v podmořských podmínkách a izolace.
Marseille Bay, Francie Pozemní analogové stránky (Francie)	43.263956, 5.330772	Podvodní analogová místa pro simulaci povrchové EVA se sníženou gravitací.	Měsíc Písek Mars Kamenitá půda, svislé útesy a jeskyně			Povrch EVA EVA se sníženou, nulovou nebo negativní gravitací. Stanoviště a LSS Simulace v podmínkách pod vodou.

Viz také

• Marťanský regolith simulant
• Simulátor lunárního regolitu
• Současná analogie prostředí Marsu na Zemi

Reference