Toxische Mars: astronauten moeten omgaan met perchloraat op de rode planeet

Het doordringende tapijt van perchloraatchemicaliën dat op Mars wordt aangetroffen, kan de kans op het bestaan ​​van micro-organismen op de Rode Planeet vergroten, maar perchloraten zijn ook gevaarlijk voor de gezondheid van toekomstige bemanningsleden die voorbestemd zijn om die verafgelegen wereld te verkennen.

Perchloraten zijn reactieve chemicaliën die voor het eerst worden gedetecteerd in arctische Marsgrond door NASA's Phoenix-lander die meer dan vijf jaar geleden in mei 2008 op Mars was neergevallen.

Het is waarschijnlijk dat beide NASA's Viking Mars-landers in 1976 handtekeningen van perchloraten gemeten in de vorm van gechloreerde koolwaterstoffen. Andere Amerikaanse Mars-robots - de Sojourner, Spirit and Opportunity - ontdekten elementair chloor. Bovendien laten orbitale metingen van het Mars Odyssey-ruimtevaartuig zien dat chloor wereldwijd wordt gedistribueerd.

En meer recent vond NASA's Curiosity rover perchloraten in Gale Crater, waar het in augustus 2012 landde. [Missies naar Mars: robotachtige invasie van rode planeet (Infographic)]

Onverwachte resultaten

Calciumperchloraat vinden "was een van onze meest onverwachte resultaten," zei Peter Smith, de hoofdonderzoeker van Phoenix aan de Universiteit van Arizona in Tucson.

"Perchloraat is geen gewoon woord in de Engelse taal, iedereen moest het gaan opzoeken", zei Smith tijdens Spacefest V, een conferentie die op 24 en 27 mei gehouden werd in Tucson, Ariz. "Perchloraat is een belangrijk onderdeel geworden van de bodem ... en een half procent is redelijk, "zei hij.

Smith zei dat microben op aarde perchloraat gebruiken voor een energiebron. Ze leven eigenlijk van sterk geoxideerd chloor en bij het verminderen van het chloor tot chloride gebruiken ze de energie in die transactie om zichzelf van stroom te voorzien. Als er te veel perchloraat in drinkwater zit, worden microben gebruikt om het op te ruimen, zei hij.

Bovendien kunnen seizoensstromingen op Mars worden veroorzaakt door hoge concentraties van de percolaat-pekel, die sterk aangetrokken zijn tot water en het vriespunt drastisch kunnen verlagen, vertelde Smith aan ProfoundSpace.org.

Duivels gevaarlijk

De hoge niveaus van perchloraat op Mars zouden giftig zijn voor mensen, zei Smith.

"Iedereen die beweert te willen leven op het oppervlak van Mars, denkt beter na over de interactie van perchloraat met het menselijk lichaam", waarschuwde hij. "Met een half procent, dat is een enorme hoeveelheid, heel kleine hoeveelheden worden als giftig beschouwd, dus je kunt maar beter een plan hebben om de gifstoffen aan de oppervlakte te behandelen."

Alle mensen die Mars verkennen, zei Smith, zullen het moeilijk vinden om de fijnste stofdeeltjes te vermijden. "Het komt in alles terecht ... zeker in je habitat."

Ontegenzeggelijk zijn Martiaanse stofduivels beladen met perchloraten zeker duivels gevaarlijk.

Maar Smith merkte ook op dat perchloraat wordt gebruikt in de pyrotechnische industrie, en ammoniumperchloraat is ook een onderdeel van vaste raketbrandstof. "Dus misschien kun je het als een on-the-spot resource mijnen," zei hij.

Goed nieuws, slecht nieuws

Perchloraat heeft de zoektocht naar organische stoffen op Mars allesbehalve onmogelijk gemaakt en blijft dat maken, zei astrobioloog Chris McKay van het Ames Research Center van NASA in Moffett Field, Californië.

"Zijn aanwezigheid is goed nieuws voor de mogelijkheid van het leven op Mars ... maar heel, heel slecht nieuws voor mensen, vertelde McKay aan ProfoundSpace.org." Nogmaals, Mars zit vol verrassingen. "

"Het is slecht voor astronauten omdat het giftig is voor mensen, omdat het interfereert met de schildklier," zei hij.

McKay is een van de co-auteurs van een nieuw onderzoekspaper dat zich verdiept in perchloraten op Mars; het werk werd geleid door Alfonso Davila van het SETI Institute in Mountain View, Californië. Dat onderzoek staat gepland in het International Journal of Astrobiology en richt zich op perchloraat als zowel een chemisch gevaar als een hulpmiddel voor de mens.

Dubbele implicaties

Het onderzoek benadrukt dat perchloraat wijdverspreid is op Marsgronden in concentraties van 0,5 tot 1 procent. Er zijn dubbele implicaties van calciumperchloraat op Mars. Enerzijds kan bij dergelijke concentraties perchloraat een belangrijke bron van zuurstof zijn. Maar het kan ook een kritisch chemisch gevaar voor astronauten worden.

In de volgende paper stellen de onderzoekers een biochemische benadering voor voor de verwijdering van perchloraat uit Marsgrond die niet alleen energetisch goedkoop en milieuvriendelijk zou zijn, maar ook zou kunnen worden gebruikt om zuurstof te verkrijgen voor zowel menselijke consumptie als voor brandstofoppervlakteactiviteiten. [Zoek naar leven op Mars: een foto-tijdlijn]

Beheer van blootstelling

In veel opzichten wordt beheer van calciumperchloraatblootstelling op Mars niet anders gezien dan het beheren van bijvoorbeeld uranium, lood of algemene met zware metalen verontreinigde gebieden in moderne mijnen, waar stofonderdrukking, stofafzuiging en regelmatige bloedmonitoring worden toegepast. Andere ideeën voorgesteld door het onderzoeksteam omvatten een wash-down spray die pakken en uitrusting van stofafzettingen kan reinigen.

Meer voorstellen liggen ook op tafel. Marspakken kunnen bijvoorbeeld aan de buitenkant van extravehicular activiteitsrovers of bewoningsmodules worden gehouden. De astronauten zouden in hun pakken klimmen via een opening in het schot en dan zouden de pakken van binnenuit worden afgesloten. Zodoende vermijden Mars-bemanningen contact te maken met materialen van buitenaf.

Deze benadering werd oorspronkelijk voorgesteld als een manier voor astronauten om terugverontreiniging te voorkomen wanneer ze in contact komen met gesteente en regolith-materialen. Maar het kan ook helpen bij het omgaan met perchloraten.

Kennislacunes

Er is een groeiende interesse in het beoordelen van perchloraat als een langetermijnblootstellingsrisico voor mensen op Mars voordat de eerste mens voet op de rode planeet zet.

NASA heeft belangrijke strategische kennishiaten geïdentificeerd die moeten worden aangepakt voordat mensen naar Mars kunnen worden gestuurd. Twee belangrijke gebieden zijn de potentiële gevaren voor de mens en het bestaan ​​van middelen die menselijke en robotachtige operaties kunnen ondersteunen.

"Ik zou het in de categorie van plaatsen, dit is precies waarom we robotische verkenning doen voordat we mensen sturen", zegt Doug Archer, een wetenschapper met het Astromaterials Research and Exploration Science Directorate van NASA's Johnson Space Center in Houston, over het perchloraatonderzoek .

Archer zei dat het bestaan ​​van perchloraat op Mars een nog groter probleem zou hebben veroorzaakt als het niet was ontdekt.

"Maar nu we weten dat het er is, ben ik ervan overtuigd dat we eromheen kunnen ontwerpen," zei hij. "Ik heb hier veel collega's bij Johnson Space Center die aan de menselijke onderzoekzijde werken en geen van hen lijkt te denken dat perchloraat een showstopper is. Dus het sturen van robotachtige ontdekkingsreizigers als voorlopers van menselijke verkenning blijkt een zeer nuttige strategie. "

Leonard David rapporteert al meer dan vijf decennia over de ruimtevaartindustrie. Hij is voormalig directeur van onderzoek voor de National Commission on Space en is co-auteur van het nieuwe boek van Buzz Aldrin: 'Mission to Mars - My Vision for Space Exploration', uitgegeven door National Geographic. Volg ons @Spacedotcom, Facebook en Google+. Origineel artikel op ProfoundSpace.org.