V historickej fikcii sa astronómovia pozerajú cez teleskopy, optická múdrosť prúdi rýchlosťou svetla. Berú, čo môžu získať, pasívne prijímajú informácie o vzdialených hviezdach a planétach. Tieto veci sú pevné a ich podmienky sa nedajú upravovať.

Ale takto astronómia nefunguje. Napríklad vedci z oblasti planét a exoplanét nečakajú len na to, kým k nim prídu údaje, ale tiež stavajú miniatúrne verzie iných miest pomocou vhodných geologických krajín, lomov a simulačných komôr na Zemi. V tejto simulácii vidia, cítia a ovládajú svety – alebo aspoň ich metafory – v snahe rozlúštiť časti vesmíru, ktoré by pravdepodobne nikdy nenavštívili.

Tým, že fyzické a abstraktné sú nedotknuteľné, vytvárajú nielen prirovnania, ale aj spôsoby vizualizácie týchto planét ako skutočných miest.

„Prostredníctvom vedy neustále uvažujeme porovnávaním,“ povedal Pascal Lee z Mars Institute a SETI. „A tak je tu niečo veľmi zásadné v prístupe k používaniu analógov.“

Ich metódy sú v súlade s vedeckou tradíciou, ktorá oceňuje laboratórny výskum a priamy kontakt s prírodou.

„Pre planetárnych vedcov, ktorých javy boli odstránené v čase a priestore, má vlastne zmysel myslieť si, že simuláciou a opakovaním by mohli študovať to, čo je ďaleko,“ povedala Lisa Missiri, antropologička z Yale University. Autor knihy The Status of Outer Space, „Pretože to veda robila už stovky rokov.“

🌕🥶

Najpriamejšia šípka medzi týmto svetom a mimo neho je „pozemský analóg“, čo je fyzické umiestnenie na Zemi, ktoré pripomína nejaký aspekt iného sveta – zvyčajne Mesiac alebo Mars. Toto spojenie môže mať podobu geologických útvarov, ako sú lávové rúry či pieskové duny, alebo môže ísť o celý región mesačného či marťanského charakteru, ako napr. Púšť Atacama v Čile alebo sopky na Havaji.

Dr. Lee riadi projekt Haughton-Mars, analógové výskumné zariadenie na ostrove Devon, pustej, neobývanej základni Arktídy v kanadskom Nunavute. „Existuje neuveriteľne široká škála funkcií, ktoré sú podobné tým, ktoré vidíme na Mesiaci a na Marse,“ povedal.

Ostrov je večne chladný a suchý, s roklinami a kaňonmi a pýši sa 14 míľ širokým kráterom s kozmickým efektom za ním. To je približne rovnaká veľkosť ako kráter Shackleton na južnom póle Mesiaca, kam plánuje NASA v tomto desaťročí vyslať astronautov.

Počas desiatok terénnych kampaní poskytla výskumná stanica Houghton stále miesto, kde môžu vedci predstierať, že sú na Mesiaci alebo Marse, študovať podobnú geológiu, testovať vybavenie pre budúce misie a trénovať účasť ľudí.

„Je to trochu proces na kľúč,“ povedal Dr. Lee, aj keď poznamenal, že to nie je ako Airbnb, ktoré môže ktokoľvek ukázať a použiť. Primárne stanovište sa nachádza v sérii stanov pre geológiu, astrobiológiu, medicínu, administratívne a opravárenské práce. K dispozícii je samostatný skleník, zatiaľ čo štvorkolky a Humvee podporujú cestovanie a simulujú potulujúce sa vozidlá.

Dr. Lee strávil v zariadení 23 letných mesiacov za sebou a jedol konzervované sardinky v chlade na jednodňových výletoch mimo hlavného tábora. Ale v rokoch 2020 a 2021 ho pandémia prinútila preskočiť svoje každoročné výlety do tohto nadpozemského sveta na Zemi. Chýba mi jednoduchosť a samota.

„Keď ste tam, ste Devónčan,“ povedal doktor Lee, rovnako ako osamelý astronaut.

🥕🔴

Sú však chvíle, keď vedci nemusia hľadať izotop: môžu si ho priniesť domov vo forme simulácie alebo látky pripomínajúcej povrch Mesiaca alebo Marsu.

Mars je napríklad pokrytý pieskom a prachom, ktoré sa spolu nazývajú regolit. Sťažuje cestovanie a môže tiež zablokovať solárne panely, upchať filtre a zachytiť pohyblivé časti. Aby vedci určili, ako robotické vozidlá, zdroje energie a ďalšie zariadenia odolajú nástrahám Červenej planéty, budú ich musieť pred cestou otestovať v porovnaní s niečím podobným.

Preto v roku 1997 NASA vyvinula prašnú látku s názvom JSC-Mars 1 na základe údajov z misií Viking a Pathfinder. Vyrába sa z látky, ktorá sa nachádza v kužeľovej sopke Pu’u Nene na Havaji. Tam láva raz prenikla do vody a nakoniec vytvorila bohaté častice.

Neskôr vedci z NASA tento materiál vylepšili pri príprave sondy Phoenix Mars a vytvorili Mars Mojave Simulant. Získava sa z lávových usadenín vulkanickej formácie Saddleback v Mohavskej púšti v Kalifornii.

Proces testovania však nie je spoľahlivý: Phoenix zozbieral vzorky ľadovej pôdy na Marse v roku 2008, ktoré boli tiež „lepkavý, slovami NASA, prejsť od lopatky k analytickému nástroju. O rok neskôr voz navždy strčil dušu do piesku. Jeho sesterský robot, Opportunity, sa stratil, keď prachová búrka zakryla jeho solárne panely, čo je osud, ktorý zabrzdil aj najnovšiu misiu InSight.

Súkromné ​​spoločnosti dnes používajú údaje a recepty NASA na súkromné ​​simulačné zásoby. Táto verzia „pridať do košíka“ je určená pre projekty vedeckých veľtrhov, exotický cement a záhradnú pôdu z iného sveta. Mark Cusimano, zakladateľ jednej z týchto spoločností, Marsova záhradaJeho koníčkom je pestovanie Triumph Garden Červenej planéty pomocou sedlovej pôdy, hovorí. Hovorí, že je uspokojujúce pestovať v ňom „zvláštnu malú mrkvu alebo reďkovku“.

Weijer Walmink, ekológ z Wageningenskej univerzity v Holandsku, posunul túto prácu ešte ďalej Projekt „Jedlo pre Mars a Mesiac“Pestovanie plodín, ako je hrach a zemiaky. V súčasnosti pracuje na celom farmárskom systéme vrátane baktérií, dážďoviek a ľudských exkrementov. Myšlienka, povedal Dr Walmink, je „odvážne rásť tam, kde predtým žiadna rastlina nerástla.“ Dnes je Mars na Zemi. Zajtra možno samotný Mars.

🧪🪐

Napodobňovanie exotickejších oblastí slnečnej sústavy si vyžaduje určité úsilie, takže vedci sa často obracajú na simulačné komory – v podstate skúmavky, v ktorých obnovujú podmienky iných svetov. Myšlienka pochádza z 50. rokov 20. storočia, keď vojenský vedec privezený do Spojených štátov z nacistického Nemecka propagoval používanie Nízkotlakové komory sa niekedy nazývajú „Mars traktory“ Aby sme zistili, či biológia môže pretrvávať v podmienkach Marsu.

Dnes vedci ako Tom Runčevski z Southern Methodist University v Dallase hľadajú iné miesto: Titan, jeden zo Saturnových mesiacov, jediný svet v slnečnej sústave okrem Zeme, ktorý má v súčasnosti na svojom povrchu upevnené tekuté telesá.

„Vždy osobne hovorím o tom, aký je Titan agresívny a desivý,“ povedal doktor Runčevski. Jazerá a moria plávajú s etánom. Sneží benzín, prší metán. Ale ak sa pozrieš cez hmlu, Uvidíte prstence Saturna.

Hoci európska kozmická sonda Huygens zoskočila padákom späť na jej povrch v roku 2005, pozoruhodný spor Titanu je celkovo ťažké pochopiť z tak pohostinnej planéty, ako je táto. „Titan je vedec,“ hovorí doktor Runčevski. „Je veľmi ťažké študovať svet zo Zeme.“

Ale snaží sa, keď vo svojom laboratóriu vynašiel to, čo nazýva „titán v pohári“.

Spod traktora doktora Runčevského neuvidíte Saturnove prstence. Ale dozviete sa o organických zlúčeninách a kryštáloch, ktoré okupujú ich najznámejšie mesiace. Do pohárov – skúmaviek, úprimne – Dr. Runčevski dá kvapku alebo dve vody a potom ju zmrazí, aby napodobňovala malú verziu titánovho srdca. K tomu pridá niekoľko kvapiek etánu, ktorý okamžite skondenzuje a vytvoria malé mesačné jazierka. Ďalej pridá ďalšie zaujímavé organické zlúčeniny, ako je acetonitril alebo benzén. Potom nasaje vzduch a nastaví teplotu na Titan, asi mínus 292 stupňov Fahrenheita.

NASA plánuje návrat na Titan, štart Kvadrokoptéra s jadrovým pohonom s názvom Dragonfly v roku 2027. Dr. Runčevski dúfa, že pozorovaním kryštálov a štruktúr, ktoré sa tvoria v jeho nádobách, pomôže vedcom vysvetliť, čo vidia, keď robotický prieskumník dorazí v roku 2034. „Nemôžeme poslať celé laboratórium,“ povedal, takže sa musia čiastočne spoľahnúť v pozemských laboratóriách.

🧪🌌

V laboratóriu na Univerzite Johnsa Hopkinsa pracuje Sarah Hurst podobne ako NASA a Dr. Runčevski, vrátane simulácie Titanu. Jeho skúmavky sa však rozširujú aj na simuláciu hypotetických exoplanét alebo svetov obiehajúcich okolo vzdialených hviezd.

Dr. Horst sa spočiatku vyhýbal exoplanétam, pretože špecifikácie sú obmedzené. Pamätáte si, že ste si mysleli: „Som rozmaznaný slnečnou sústavou“. Ale kolega ju presvedčil, aby začala simulovať Bayesian svetov. „Dali sme dohromady túto matricu potenciálnych planét,“ povedala. V jeho fantazijnej atmosfére dominuje vodík a oxid uhličitý alebo voda s teplotami od 300 stupňov Fahrenheita do 980 stupňov Fahrenheita.

Ich skúmavky začínajú hlavnými komponentmi, ktoré môžu tvoriť atmosféru, nastavenými na určitú teplotu. Túto zmes napustíte do komory veľkosti fľaše od sódy a vystavíte ju energii – ultrafialovému svetlu alebo elektrónom z plazmy – ktoré rozkladajú elementárne častice. „Otáčajú sa v miestnosti, aby vytvorili nové molekuly, a niektoré z týchto nových molekúl sa tiež rozpadajú,“ povedal Dr. Horst. Tento cyklus sa opakuje, kým sa neodpojí napájanie. Niekedy tento proces produkuje pevné častice: hmlu z iného sveta.

Detekcia potenciálnych exoplanét produkujúcich smog by mohla pomôcť vedcom nasmerovať teleskopy na nebeské telesá, ktoré môžu skutočne pozorovať. Okrem toho hmla ovplyvňuje povrchovú teplotu planéty, čím vytvára rozdiel medzi kvapalnou vodou a ľadom alebo vyparovaním a môže chrániť povrch pred vysokoenergetickými fotónmi, ktoré ovplyvňujú obývateľnosť planéty. Atmosféra môže tiež poskytnúť stavebné kamene pre život a energiu – alebo to nedokáže.

Hoci sa Dr. Horst spočiatku zdráhala, pripútala sa k jej laboratórnym planétam. Cítia sa známi, aj keď sú vymyslení. Zvyčajne vie povedať, aký druh experimentu sa deje, keď vstúpi do kancelárie, pretože rôzne plazmy žiaria rôznymi farbami. „Ach, dnes by sme mali urobiť Titan,“ povedala, „pretože je nejaký fialový,“ alebo „robíme túto konkrétnu exoplanétu a je taká modrá.“

V porovnaní s krajinou na ostrove Devon, s niekoľkými simuláciami regolitu alebo dokonca s mesiacom v skúmavke, laboratórnym planétam Dr. Horsta chýba fyzická kondícia. Nepredstavujú konkrétny svet. nenadobudne tvar. Majú iba éterickú atmosféru, bez ktorej by sa dalo stáť. Ale dáva to zmysel: čím viac chce astronóm odvrátiť zrak od Zeme, tým tajomnejšie sa jeho výtvory stávajú. „Myslím si, že skutočnosť, že simulácia exoplanét je abstraktnejšia, je jasnou pripomienkou, že toto nie sú miesta, kam môžete ísť,“ povedal Dr. Messiri.

Doktorka Horst si však pamätá na časy, keď jej laboratórium simulovalo horiace planéty: Potom by miestnosť vykúrila celý roh miestnosti. Tento malý svet, ktorý presne nikde inde neexistuje, ohrieva tento svet.