The ideal settlement site on Mars - hotspots if you asked a crop De ideale locatie voor een nederzetting op Mars
Wageningen, The Netherlands
February 27, 2018
Selecting the perfect landing site will be essential for the successful establishment of the first Mars colony. Growing food crops will be one of the key tasks for the astronauts. Scientists of Wageningen University & Research have identified places on Mars that are favourable for plant species to grow. Even though plants will be grown indoors, resources as regolith and ice will be used. Wieger Wamelink and student Line Schug developed an optimal 3D Mars-wide landing map, seen from a plants perspective. Some of the ideal landing places coincide with past and planned future landing sites.
To estimate the optimal landing places on Mars the researchers used several of the Martian maps showing essential information that are made freely available by JPL, the Arizona State University and NASA. “Without them this endeavour would not have been possible”, explains Wieger Wamelink. The maps contain information about mineral content, which can for example be related to calcium and heavy metal content. But also element maps for potassium, chloride, iron and silicon and maps for radiation level, climate, terrain including altitude and cosmic radiation were used.
Not too much heavy metals
High levels of heavy metals in the soil and strong radiation make a location unsuitable for establishment, "explains Line Schug. High contents of heavy metals and high doses of radiation make a location unsuitable for colonisation, "explains Line Schug. "While we see high temperatures or calcium levels and a relatively flat terrain as positive."
3D maps of Mars
The maps were merged and the average score was calculated, with high scores marking the best landing sites from a plant’s perspective. In the past the Mars Pathfinder and Viking 1 landed at hotspots to establish a colony, however, MSL Curiosity and Viking 2 landed on less favourable spots.
Text continues below video
Research on food for Mars and Moon
To feed the future humans living on Mars or the moon the Wageningen research project ‘Food for Mars and Moon’ aims to set up a sustainable agricultural system. It is based on the presence of soils and water (in the form of ice) on both Mars and the moon. For this Earth-based research, the researchers are using soil simulants delivered by NASA. The simulants originate from a volcano in Hawaii (Mars) and a desert in Arizona (moon). The experiments started in 2013. Nowadays the team is able to grow over a dozen crops; the only species that has resisted their efforts so far is spinach. However crops such as green beans, peas, radish, tomato, potato, rucola, carrot and garden cress all seem possible. The crops were analysed for heavy metals and also alkaloids to check their safety for human consumption. After the plants had passed these tests we organized a dinner based on the harvested crops for the people that supported our research via the crowdfunding campaign. Recently we proved that Earthworms can live and propagate on Mars soil simulant, an important step towards a sustainable agricultural ecosystem necessary for growing crops on Mars.
Map of the ideal landing sites on Mars from a plant perspective. Blue colours indicate high potentials, with the darkest blue as the best sites, red colours indicate less good sites with dark red as the worst. Both poles are not included, because of lack of data, as is the Hellas Basin. And the poles consist mainly of CO2 and water ice. A few landmarks on Mars are indicated with stars. Also given are former and future landing sites of Mars landers.
De ideale locatie voor een nederzetting op Mars
Voor een succesvolle stichting van een kolonie op de planeet Mars is de landingsplek essentieel. Op die plaats zullen de eerste astronauten hun eigen groenten moeten verbouwen, in een kas, maar waarschijnlijker ondergronds. Echter, niet alle plekken op Mars zijn even geschikt. Onderzoeker Wieger Wamelink en studente Line Schug van Wageningen University & Research bepaalden daarom de ideale landingsplaatsen vanuit landbouwperspectief en stelden daarvan een 3D landkaart samen. Enkele gunstige locaties vallen samen met plaatsen waar al landingen zijn uitgevoerd of gepland.
Om de beste landingsplaats op Mars te bepalen plaatsten de onderzoekers gegevens van een serie vrij verkrijgbare Marskaarten, afkomstig van NASA, Arizona State University en JPL, in een digitaal informatiesysteem. “De overvloed aan beschikbare gegevens over Mars maakt dit inmiddels mogelijk,” verklaart Wieger Wamelink. De kaarten geven informatie over de minerale samenstelling van de bodem, die gekoppeld kan worden aan bijvoorbeeld het calciumgehalte en de aanwezigheid van zware metalen. Daarnaast gebruiken de samenstellers elementenkaarten voor bijvoorbeeld kalium, chloride, ijzer en silicium, en kaarten over het klimaat en temperatuur, terreinhoogte en straling.
Niet te veel zware metalen
“Hoge gehaltes aan zware metalen in de bodem en sterke straling maken een locatie ongeschikt voor vestiging,” legt Line Schug uit. “Terwijl we hoge temperaturen of calciumgehaltes en een relatief vlak terrein zien als positief.” De teelt moet binnen plaatsvinden omdat de buitenomstandigheden op Mars bar en boos zijn. “Er is bijna geen dampkring, het is er steenkoud, gemiddeld 50-60 graden onder nul, en de kosmische straling is intens”, vult zij aan. De terreinomstandigheden en temperatuur hebben desondanks invloed op de keuze voor een goede landingsplaats en dus voor de optimale plek voor plantengroei. “En ook voor de mensen is het prettiger”, zegt Wamelink. “Zelfs op de beste plekken zijn de omstandigheden zwaar en het is bepaald geen vakantie vieren als je op Mars woont.”
Gestapelde kaart in 3D
Het Mars-team stapelde alle kaarten op elkaar tot één 3D kaart en berekende daarmee de beste plekken. De uitkomsten geven aan dat de Mars Pathfinder en Viking 1 op gunstige plaatsen zijn geland voor een kolonie, MSL Curiosity en Viking 2 op minder geschikte plekken.
Tekst loopt door onder de video
‘Food for Mars and Moon’ onderzoek
Om mensen die in de toekomst (semi)permanent op Mars en de maan zullen wonen te voeden met verse groenten, wordt binnen het Wageningse project Food For Mars and Moon onderzocht of de Mars- en maanbodem hiervoor geschikt zijn. Daartoe maken de onderzoekers gebruik van door NASA geleverde Mars- en Maanbodemsimulanten die respectievelijk van een vulkaan van Hawaï en uit een woestijn bij Arizona komen. De experimenten zijn in 2013 begonnen en inmiddels kunnen meer dan tien verschillende groenten gekweekt worden op beide bodems, waaronder aardappels, rogge, bonen, erwten, wortels, rucola, tuinkers en lupine. Groente die tot nu toe niet wil groeien is spinazie. Na onderzoek op zware metalen, die in vrij grote hoeveelheden in de bodems zitten, bleek dat deze groenten de metalen nauwelijks opnemen en het dus veilig zijn. Dat maakte de weg vrij om de groenten ook te proeven. In 2016 werden daarom twee diners georganiseerd voor mensen die via een crowdfundingcampagne hadden bijgedragen aan het onderzoek. Recent bleek het ook mogelijk om wormen te kweken en tot vermeerdering te laten komen in de Marsbodemsimulant, een essentiële stap om een zelfvoorzienend gesloten agrarisch ecosysteem op Mars te bouwen.
Kaart van de ideale landingsplaats op mars vanuit een plantperspectief. Blauwe kleuren geven gunstige plekken aan met donker blauw als beste, rode kleuren ongunstige landingsplaatsen met donker rood als slechtste. De polen zijn niet opgenomen omdat daar te weinig informatie beschikbaar is en voor een groot deel uit ijskappen bestaan (CO2 is en waterijs). Er zijn een paar markante plekken op Mars aangegeven met sterretjes en de landingsplaatsen en toekomstige landingsplaatsen van Mars Landers. Het Hellas Basin is niet opgenomen omdat er te weinig gegevens beschikbaar zijn.
Topics
Species
