Welche Art von Experimenten würde ein Wissenschaftler auf dem Mars durchführen?

Wenn wir in etwa 20, 25 Jahren Menschen auf dem Mars haben, welche Art von wissenschaftlichen Studien würden sie dann täglich durchführen? Ich kenne Orte, die wir untersuchen möchten, Orte, an denen alte Wasserläufe gewesen sein könnten, aber wenn Proben gesammelt und in den Lebensraum zurückgebracht werden, auf welche Weise werden diese Proben untersucht? Welche Ausrüstung wird verwendet? Welche Art von Wissenschaftlern würde diese Studien durchführen?

Denken Sie daran, dass ich ein ziemlicher Neuling bin, wenn es um dieses Zeug geht - ich weiß, was eine Abzugshaube ist und solche Dinge, aber ich bin mir nicht sicher, wie die Dinge funktionieren, wenn Sie über die eigentliche Anreise zum Mars hinausgehen.

Bearbeiten: In diesem Szenario sind Menschen seit einem Jahrzehnt auf dem Mars. Somit ist die meiste Arbeit (zumindest in Bezug auf die grundlegende Anpassung an die Marsumgebung) erledigt. Welche Art von sinnvoller Wissenschaft würde zu dieser Zeit noch betrieben werden?

Bearbeiten 2: Mir ist klar geworden, dass meine Frage genauer lautet: Wie würde diese Wissenschaft durchgeführt? Ich lasse sie Sachen wie das Sammeln von Proben von der Schürze eines potenziellen uralten Wasserflusses machen, also welche Art von Ausrüstung würden sie auf dem Planeten haben, um ihn zu analysieren, und wie würden sie vorgehen? Denken Sie daran, dass dieser Boden nicht mehr sehr kostbar ist. Sie sind seit zehn Jahren auf dem Mars.

Wohl ist ein Wissenschaftler auf dem Mars das Experiment
@BrendanLuke15, guter Punkt, aber warum sollte dieses Experiment mit einem Wissenschaftler durchgeführt werden? Warum kein Mönch oder Dichter?
Wenn die Leute das woanders diskutieren wollen, schön für mich, aber die meisten Leute hier scheinen nicht daran interessiert zu sein, meine Frage zu beantworten - das heißt, was menschliche Wissenschaftler, nicht Roboter, ein Jahrzehnt nach einer Marskolonie auf dem roten Planeten tun würden Gegründet.
Sie fügten hinzu: „Dieser Boden ist nicht mehr sehr wertvoll. Sie sind seit 10 Jahren auf dem Mars“. Was meinst du mit "wertvoll"? Meinen Sie damit, dass sie genügend Proben zur Erde zurückgebracht haben, sodass das Studium der Marsgeologie vor Ort nicht mehr von Interesse ist? IMO, Sie hätten Ihre Frage auch so formulieren können: Angenommen, das Reisen zum Mars, der längere Aufenthalt dort und die Heimkehr vom Mars stellen keine Herausforderung mehr dar, welche wissenschaftlichen Aktivitäten vor Ort rechtfertigen die Anwesenheit eines Wissenschaftlers auf dem Mars?
@NgPh - was ich meine ist, es ist nicht so wertvoll, dass sie es, während sie immer noch auf dem Mars experimentieren, wie massives Gold behandeln. Das bedeutet, dass destruktive Analysemethoden auf dem Tisch liegen.
Spielen Sie damit an, mit etwas in so großem Maßstab zu experimentieren, dass es die Marstopografie zerstören könnte, es könnte die Marsatmosphäre verändern, kurz gesagt mit etwas, das wir ihnen (den „Wissenschaftlern“) auf der Erde nicht erlauben würden?
@NgPh .... nein. Ich verstehe nicht, warum es so schwer ist, das zu erklären. Wir haben eine Marsbasis zwei Jahrzehnte in der Zukunft, welche Experimente führen sie vor Ort durch?
Ihre Frage ist meines Erachtens nicht eindeutig gestellt. Edit2 verwirrt mich sogar noch mehr (derzeit führen die Roboter auf dem Mars destruktive chemische Analysen des Marsbodens durch). Du beharrst anscheinend auf der Zeile des "nebenbei": BTW, wir haben eine Basis, welche Erfahrungen...? Wie wir alle wissen, ist jede Aktivität vor Ort auf dem Mars extrem kostspielig (wie tatsächlich jede Aktivität im Weltraum). Man fragt also lieber: Welche Aktivitäten sollen Priorität haben, wie kann man dann planen, gestalten und bauen? Die Planer werden immer fragen: Kannst du das nicht hier unten machen? kann man das nicht aus der Ferne mit Robotern machen?
@NgPh es scheint mir, dass Sie eine andere Frage bevorzugen würden. Warum nicht separat fragen? Diese spezielle Frage macht einige Annahmen, was in Ordnung ist. Die Frage, ob wir Menschen auf dem Mars brauchen, ist nicht Teil dieser Frage, wäre aber für sich genommen eine interessante Frage.
@Slarty, es ist keine Frage der Präferenz, sondern der Klarheit. Das OP hat schließlich die Motivation in Kommentaren unter der Antwort von Woody erklärt. Für mich ist diese Klarstellung wesentlich, um die Frage zu verstehen (und unnötige Kommentare sowie nicht zum Thema gehörende Antworten zu vermeiden). Möglicherweise haben Sie eine andere Meinung, und das ist in Ordnung (mal sehen, ob das OP Ihre Antwort akzeptiert).

Antworten (3)

Es gibt viele Möglichkeiten und es wird nicht möglich sein, alles auf einmal zu erledigen, sodass einige warten müssen, bis sie an der Reihe sind. Es ist schwer zu wissen, wo man anfangen soll, aber in keiner bestimmten Reihenfolge sind hier ein paar Beispiele:

Biochemiker möchten vielleicht nach Leben in Grundwasserleitern suchen, von denen angenommen wird, dass sie tief unter der Erde existieren. Dies könnte mehrere Proben von mehreren Stellen und mehreren Tiefen umfassen, wobei große Anstrengungen unternommen werden müssen, um eine Kontamination zu verhindern. Die extrahierten Materialien könnten auf das Vorhandensein von DNA und anderen Verbindungen untersucht werden, die auf Leben hinweisen könnten, wie beispielsweise Aminosäuren und komplexe organische Moleküle. Die Analyse kann einen DNA-Sequenzer und ein Massenspektrophotometer verwenden. Wie bei vielen Forschungsarbeiten kann es sehr langweilig und repetitiv sein, wenn Hunderte von Proben die gleiche Behandlung erfordern.

Paläontologen möchten möglicherweise an einer Vielzahl von Orten nach Mikrofossilien suchen. Dies könnte so einfach sein wie die Verwendung eines Geologenhammers, um wahrscheinlich aussehende Felsen aufzubrechen, und eines Mikroskops, um sie zu untersuchen.

Geologen könnten daran interessiert sein, verschiedene Merkmale im Marsgebiet zu charakterisieren und zu datieren. Dies könnte Proben aus einer Reihe von Gebieten sowie Kernproben aus einer Reihe von Tiefen umfassen. Die Analyse kann ein leistungsstarkes Mikroskop zur Untersuchung der Kristallstruktur und eine Reihe von Instrumenten wie Röntgenbeugung und Röntgenfluoreszenz-Spektrophotometer umfassen, um die Identifizierung der chemischen Zusammensetzung zu unterstützen. Beachten Sie, dass eine Reihe von Radio-Dating-Techniken verfügbar sind, die nicht auf Kohlenstoff basieren https://openei.org/wiki/Rock_Lab_Analysis https://courses.lumenlearning.com/introchem/chapter/dating-using-radioactive-decay/

Materialwissenschaftler und Technologen könnten daran interessiert sein, Herstellungsverfahren zu entwickeln. Zum Beispiel die Herstellung von Ziegeln aus Regolith für den Bau von Lebensräumen, Wällen oder als Strahlenschutz. Welche Art von Regolith, Partikelgrößenverteilung und welche Zusatzstoffe eignen sich am besten zur Herstellung der stärksten Ziegel? Und wie viel Druck ist nötig, um die Ziegel zu formen? Sie benötigen möglicherweise eine Presse für die Herstellung und Prüfung von Ziegeln, Siebe und eine Reihe von Zusatzstoffen. Andere könnten daran interessiert sein, die Effizienz von Solarzellen zu verbessern oder zu erfahren, wie man am besten Nickel oder Eisen aus Regolith extrahiert, vielleicht mit dem MOND-Verfahren, oder wie man eine Perchlorat-Kontamination besser erkennt und entfernt.

Biologen könnten daran interessiert sein, zu untersuchen, wie die Biosphäre, die das Wasser, den Sauerstoff und die Nahrung liefert, die eine Basis benötigt, am besten erhalten und verbessert werden kann.

Welcher von all diesen Wissenschaftlern zur Auswahl würde in kürzester Zeit den größten Durchbruch in der Wissenschaft erzielen?
Wer kann das mit Gewissheit sagen? Wenn jemand existierendes Leben oder sogar eine versteinerte Lebensform entdecken würde, wäre dies ein großer Durchbruch. Aber das Besondere am Mars ist die Vielfalt der Möglichkeiten. Wir müssen abwarten und sehen.

Es wäre interessant, die Frage neu zu formulieren: „Welche Arten von Experimenten auf dem Mars erfordern die Anwesenheit eines Wissenschaftlers auf der Oberfläche?“

Bei einer sehr langen Liste von Forschungsfragen und einem begrenzten Budget ist es sinnvoll, die beste Rendite für den Forschungsdollar zu wählen. Von Menschen durchgeführte Forschung kann viel teurer, gefährlicher und herausfordernder sein.

Es könnte sogar vorteilhaft sein, Wissenschaftler im Orbit zu belassen, um die Kommunikationsverzögerung und die Probenrückgabezeiten im Vergleich zu erdgebundener Forschung zu verkürzen.

Wenn Sie sich bereits entschieden haben, Wissenschaftler zu landen und sie über unbegrenzte Mittel verfügen, würden sie natürlich viel zu tun finden.

Ja, ja ja, ich verstehe. Meine Frage war jedoch, wenn wir Fuß auf dem Boden hätten, und zwar nicht nur anfangs, sondern eine Marsbasis, die seit etwa einem Jahrzehnt in Betrieb ist, welche Art von Experimenten würden wir dort durchführen?
Ja, es war ein billiger Schuss. Aber ich meine es ernst. Ich habe es als formelle Frage gepostet.
Ich dachte auch, dass Ihre Frage das ist, was das OP fragen wollte. Wenn dies nicht der Fall ist, sehe ich als Alternative, dass das OP fragen wollte: Welche wissenschaftlichen Experimente können nur auf dem Mars durchgeführt werden , vorausgesetzt, die menschliche Präsenz spielt keine Rolle mehr?
@NgPh Tatsache ist, dass ich in den 2040er Jahren eine Geschichte über Menschen auf dem Mars schreibe, und der Worldbuilding-Stack-Austausch hat normalerweise keine Leute mit den Informationen, die ich brauche. Alles, was ich tun möchte, ist eine Szene zu schreiben, in der ein Planetenwissenschaftler Experimente auf dem Mars durchführt und es sich anfühlt, als ob alle verzweifelt versuchen, mir nicht die Informationen zu geben, die ich brauche.
@WasatchWind, aha! Aber du bist nicht fair. Viele hier wollten unbedingt helfen, konnten aber Ihre wahre Motivation nicht erraten. Die Gehirne in Space SE sind anders verdrahtet als die in WB SE. Wenn Sie Ihre Frage erneut bearbeiten, haben Sie wahrscheinlich verwertbare Antworten. Ansonsten Garbage-in-Garbage-out wie wir sagen.

Mal sehen ... Die Marsatmosphäre hat einen niedrigen Druck, ist sehr trocken, Sie müssen gesund sein, um dorthin zu gehen, und Sie benötigen (möglicherweise) Unterstützung beim Atmen (Sie haben ein Hypoxierisiko) und einen ernsthaften Wärmeschutz, während Sie draußen sind (Sie würden sterben ziemlich schnell nackt stehen).

Wo um alles in der Welt finden wir Wissenschaftler, die an einem solchen Ort leben?

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Quelle: Profesores y Alumnos del Departamento de Construcción y Prevención de Riegos USM visitan Observatorio ALMA (google: „Lehrer und Studenten des USM Department of Construction and Risk Prevention besuchen ALMA Observatorium“)

Siehe auch Canadian Researchers Collaboration with ALMA on the Health and Safety of Workers at High Altitude

Die meisten Wissenschaftler, die vor Ort sind, sitzen tatsächlich in geringerer Höhe, etwa 2900 Meter im Gegensatz zu 5050 Metern , wo sich alle elektronischen Leckereien befinden (Antennen, Computer und Elektronik ). Aber es gibt viele Leute, die täglich in dieser Höhe arbeiten, um sie zu warten des Systems und der Schüsseln und um die Schüsseln an andere Orte zu fahren, wenn das Array neu konfiguriert wird)

Atmosphärisches Wasser ist der Fluch der Radioastronomie mit kurzen Wellenlängen (Millimeterwellenlängen und kürzer bis hin zum Infraroten). Es gibt immer noch die Schwingungs- und Rotationsbänder von N2, O2 und CO, über die man sich Sorgen machen muss, aber ein zweites ALMA auf dem Mars (MALMA, MLMA, ALMAM?) wäre eine wunderbare Idee. Sie könnten sogar eine unglaublich lange Basisinterferometrie mit der Erde durchführen!

FYI, um mich selbst zu überprüfen, ich habe gerade in Astronomy SE gefragt: Wie würde die Oberfläche des Mars im Vergleich zur Atacama-Wüste für Millimeterwellen- (und kürzere) Radioastronomie aussehen?

Ohne einen Druckanzug wäre die Arbeit auf dem Mars unmöglich. Der Luftdruck beträgt dort nur 6 mbar. U2-Piloten brauchten einen Anzug bei 20000 m oder 165 mbar. Der Druck bei ALMA auf 5050 m beträgt 581 mbar, auf 2900 m 729 mbar. Passagierflugzeuge mit Druckkabine erreichen etwa 750 mbar.
@Uwe danke für die Konkretisierung! Damit A analog zu B ist, müssen sie sich auf signifikante Weise unterscheiden, sonst ist es keine Analogie. In beiden Fällen muss der menschliche Körper bedeckt und geschützt werden oder es würde ein schneller Tod eintreten, es sind nur die "Details" des Anzugs, die unterschiedlich sind; beide sind thermisch, man braucht auch Druck.
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