火星のレゴリス模擬物

火星レゴリス模擬物（または火星土壌模擬物）は、輸送機器の粉塵緩和、先進的生命維持システム、現地資源利用など、火星レゴリスに関連する活動の研究、実験、プロトタイプテストのために、火星レゴリスの化学的および機械的特性をシミュレートするために使用される陸上材料です。

バイキング着陸船とマーズ・パスファインダーの探査車が火星に着陸した後、搭載された機器は着陸地点の火星の土壌の特性を決定するために使用されました。火星の土壌特性の研究は、1998年にNASAのジョンソン宇宙センターでJSC Mars-1火星レゴリス模擬物の開発につながりました。^{[2] [3]それには、}粒子サイズ分率が1ミリメートル未満のパラゴナイト テフラが含まれていました。低温で変質したガラス質の火山灰であるパラゴナイトテフラは、プウネネ火山灰丘の採石場から採掘されました。ハワイのマウナロアとマウナケアの間に位置するこの丘の研究は^、テフラが火星の明るい領域とスペクトル的によく似ていることを示し

JSC Mars-1の当初の供給が尽きると、追加の材料が必要になった。NASAのマーシャル宇宙飛行センターは、オービタルテクノロジーズ社と契約し、16トンの月と火星の模擬物質を供給した。同社はまた、他の関心のある団体が購入できるように、追加の8トンの火星模擬物質も提供した。^{[5] [6]}しかし、2017年現在、JSC Mars-1Aは入手できなくなっている。

JSC Mars-1Aは粉砕して粒子サイズを小さくした後、アルカリ溶液中でジオポリマー化して固体材料を形成できます。テストでは、「火星」ジオポリマーの最大圧縮強度と曲げ強度は、一般的な粘土レンガに匹敵することが示されています。^[7]

MMS またはモハベ火星シミュラントは、JSC Mars-1 のいくつかの問題に対処するために 2007 年に開発されました。JSC Mars-1 は火星のレゴリスの色をシミュレートしましたが、吸湿性など多くの特性が不十分でした。JSC Mars-1 は風化を受けて水を引き寄せ、粘土のような状態になっていたのです。しかし、MMS は風化が最小限で粉砕方法も優れているため吸湿性がなく、火星のレゴリスの特徴をよりよくシミュレートすることができました。MMS は、モハベ砂漠西部のカリフォルニア州ボロンの町の近くの火山層で、丸ごとの岩として自然に発見されました。粉砕後、玄武岩の砂は処理され、特定のサイズ、MMS 粗粒と MMS 細粒に等級分けされました。MMS ダストは、火星のダストの粒度分布に一致するより小さな玄武岩粒子で構成されています。別の火山活動によって赤色の火山灰が生成され、それを採掘して粉砕するとMMS火山灰が作られます。^[3]

MGS-1またはMars Global Simulantは、鉱物学的に正確な最初の火星レゴリス模擬物として2018年に開発が開始されました。^[8]これは、NASAキュリオシティローバーによって広範囲に分析された火星のゲールクレーターのロックネストの土壌に基づいています。MGS-1は、現実的な粒度分布で、正確な割合で純粋な鉱物を混合することによって生成されます。この模擬物は、セントラルフロリダ大学の非営利Exolith Lab ^[9]から入手できます。MGS-1にはデフォルトで過塩素酸塩が含まれていないため、火星レゴリスのその側面の影響をテストするために使用することはできません。^{[8] [10]}ただし、エンドユーザーは、この材料に過塩素酸塩またはその他の超酸化物種を混入することができます。

レゴリス模擬物質への曝露は、微粒子と結晶性シリカの存在により、健康リスクをもたらす可能性がある。JSC Mars-1Aは、吸入や目への接触で目や呼吸器官に刺激を与える可能性があるというわずかな危険性がある。模擬物質の体細胞に対する毒性に関する研究が行われてきた。JSC MARS-1は用量依存性細胞毒性があると考えられている。したがって、大規模な工学用途では、微粒子への曝露を最小限に抑えるための予防措置が推奨される。^[12]

2008年に火星探査機フェニックスによって過塩素酸塩が発見されたが、模擬土壌には過塩素酸塩は含まれていない。そのため、模擬土壌は実際の火星の土壌に比べて健康リスクが低い。初期の模擬土壌はこの発見以前に作られたが、最新の模擬土壌MGS-1にも過塩素酸塩は含まれていない。^[8]

UCSDの研究では、火星のレゴリスは圧力を加えることで、それ自体で非常に強力なレンガに形成される可能性があることが示されました。^{[13] [14]}

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