¿Qué tipo de experimentos haría un científico en Marte?

Si tenemos gente en Marte dentro de 20 o 25 años, ¿qué tipo de estudio científico estarían haciendo a diario? Conozco lugares que nos gustaría estudiar, lugares donde podrían haber habido flujos de agua antiguos, pero cuando se recolectan muestras y se llevan de regreso al hábitat, ¿de qué manera se estudian estas muestras? ¿Qué equipo se utiliza? ¿Qué tipo de científicos llevarían a cabo estos estudios?

Tenga en cuenta que soy bastante novato en lo que respecta a estas cosas: sé lo que es una campana extractora y cosas por el estilo, pero no estoy seguro de cómo funcionan las cosas cuando vas más allá de llegar a Marte.

Editar: en este escenario, la gente ha estado en Marte durante una década. Por lo tanto, la mayor parte del trabajo (al menos en lo que se refiere a la adaptación básica al entorno marciano) se ha realizado. ¿Qué tipo de ciencia significativa todavía se llevaría a cabo en este momento?

Edición 2: me he dado cuenta de que mi pregunta es más precisa: ¿cómo se llevaría a cabo esta ciencia? Los tengo haciendo cosas como recolectar muestras de la plataforma de un posible flujo de agua antiguo, entonces, ¿qué tipo de equipo tendrían en el planeta para analizarlo y cómo lo harían? Recuerde que este suelo ya no es muy valioso. Han estado en Marte durante diez años.

Podría decirse que un científico en Marte es el experimento
@ BrendanLuke15, buen punto, pero ¿por qué ese experimento debería hacerse con un científico? ¿Por qué no un monje o un poeta?
Si la gente quiere discutir esto en otro lugar, bien por mí, pero la mayoría de la gente aquí no parece interesada en responder a mi pregunta, es decir, qué estarían haciendo los científicos humanos, no los robots, en el planeta rojo una década después de que una colonia de Marte sea fundado.
Agregó "este suelo ya no es muy valioso. Han estado en Marte durante 10 años". ¿Qué quieres decir con "precioso"? ¿Quiere decir que han traído a la Tierra suficientes muestras como para que estudiar la geología de Marte in situ ya no sea de interés? En mi opinión, podría haber formulado su pregunta de la siguiente manera: suponiendo que viajar a Marte, permanecer allí un tiempo prolongado y volver a casa desde Marte ya no son un desafío, ¿qué actividades científicas in situ justifican la presencia de un científico en Marte?
@NgPh: lo que quiero decir es que no es precioso hasta el punto de que, mientras siguen experimentando en Marte, lo tratan como si fuera oro macizo. Esto significa que los métodos destructivos de análisis están sobre la mesa.
¿Estás aludiendo a experimentar con algo en una escala tan grande que podría destruir la topografía de Marte, podría alterar la atmósfera de Marte, en fin, con algo que no les permitiríamos a ellos (los "científicos") hacer en la Tierra?
@NgPh ... no. No entiendo por qué explicar esto es tan difícil. Tenemos una base en Marte dentro de dos décadas, ¿qué experimentos están realizando en el lugar?
En mi opinión, su pregunta no es sencilla. Edit2 incluso me confunde más (actualmente, los robots en Marte están haciendo análisis químicos destructivos del suelo marciano). Parece que insistes en la línea del "por cierto": Por cierto, tenemos una base, ¿qué experiencias...? Como todos sabemos, cualquier actividad in situ en Marte es extremadamente costosa (como cualquier actividad en el espacio profundo, de hecho). Entonces, la gente preferiría preguntar: ¿qué actividades deberían tener prioridad? ¿ Cómo se puede planificar, diseñar y construir para ello? Los planificadores siempre preguntarán: ¿no puedes hacerlo aquí abajo? ¿No puedes hacerlo de forma remota con robots?
@NgPh me parece que preferirías una pregunta diferente. ¿Por qué no pedirlo por separado? Esta pregunta en particular hace algunas suposiciones, lo cual está bien. La pregunta de si necesitamos humanos en Marte no es parte de esta pregunta, pero sería una pregunta interesante por derecho propio.
@Slarty, no es una cuestión de preferencia sino de claridad. El OP finalmente ha explicado la motivación en los comentarios debajo de la respuesta de Woody. Para mí, esta aclaración es esencial para comprender la pregunta (y evitar comentarios innecesarios y respuestas fuera de tema). Puede tener una opinión diferente, y está bien (veamos si el OP acepta su respuesta).

Respuestas (3)

El abanico de posibilidades es muy amplio y no será posible realizar todo a la vez por lo que algunos tendrán que esperar y tomar su turno. Es difícil saber por dónde empezar, pero sin ningún orden en particular aquí hay algunos ejemplos:

Los bioquímicos podrían querer buscar vida en los acuíferos de agua que se cree que existen en las profundidades del subsuelo. Esto podría involucrar múltiples muestras de múltiples sitios y múltiples profundidades con grandes esfuerzos para prevenir la contaminación. Los materiales extraídos podrían examinarse para detectar la presencia de ADN y otros compuestos que podrían ser indicativos de vida, como aminoácidos y moléculas orgánicas complejas. El análisis podría utilizar un secuenciador de ADN y un espectrofotómetro de masas. Como sucede con muchas investigaciones, puede ser muy aburrido y repetitivo con cientos de muestras que requieren el mismo tratamiento.

Es posible que los paleontólogos deseen buscar microfósiles en una amplia variedad de lugares. Esto podría ser tan simple como usar un martillo de geólogo para abrir rocas que parezcan probables y un microscopio para estudiarlas.

Los geólogos podrían estar interesados ​​en caracterizar y datar varias características del terreno marciano. Esto podría involucrar muestras de una variedad de áreas, así como muestras de núcleos de una variedad de profundidades. El análisis podría implicar un potente microscopio para observar la estructura cristalina y una gama de instrumentos como la difracción de rayos X y los espectrofotómetros de fluorescencia de rayos X para ayudar a identificar la composición química. Tenga en cuenta que hay una variedad de técnicas de datación por radio disponibles además de las basadas en carbono https://openei.org/wiki/Rock_Lab_Analysis https://courses.lumenlearning.com/introchem/chapter/dating-using-radioactive-decay/

Los científicos y tecnólogos de materiales podrían estar interesados ​​en desarrollar procesos de fabricación. Por ejemplo, fabricar ladrillos de regolito para su uso en la construcción de hábitats, diques o para protección contra la radiación. ¿Qué tipo de regolito, distribución de tamaño de partícula y qué aditivos se pueden usar mejor para hacer los ladrillos más resistentes? ¿Y cuánta presión se requiere para formar los ladrillos? Es posible que necesiten una prensa para fabricar y probar ladrillos, tamices y una variedad de aditivos. Otros podrían estar interesados ​​en mejorar la eficiencia de las células solares o aprender la mejor manera de extraer níquel o hierro del regolito, tal vez utilizando el proceso MOND o cómo detectar y eliminar mejor la contaminación por perclorato.

Los biólogos podrían estar interesados ​​en estudiar la mejor manera de mantener y mejorar la biosfera que proporciona el agua, el oxígeno y los alimentos que utiliza una base.

De todos estos científicos para elegir, ¿cuál haría el mayor avance en la ciencia en el menor tiempo?
¿Quién puede decirlo con certeza? Si alguien descubriera vida existente o incluso una forma de vida fosilizada, sería un gran avance. Pero lo que pasa con Marte es la variedad de posibilidades. Tendremos que esperar y ver.

Sería interesante reformular la pregunta: "¿Qué tipo de experimentos en Marte requieren que un científico esté físicamente presente en la superficie?"

Con una lista muy larga de preguntas de investigación y un presupuesto limitado, tiene sentido elegir la mejor rentabilidad para el dinero de la investigación. La investigación realizada por humanos puede ser mucho más costosa, peligrosa y desafiante.

Incluso dejar a los científicos en órbita, para acortar el retraso de la comunicación y los tiempos de retorno de las muestras en comparación con la investigación basada en la Tierra, podría ser ventajoso.

Por supuesto, si ya ha decidido contratar científicos y tienen fondos ilimitados, encontrarán mucho que hacer.

Sí, sí sí, lo entiendo. Sin embargo, mi pregunta era, si tuviéramos botas en el suelo, y no solo inicialmente, sino una base marciana que hubiera estado funcionando durante una década, ¿qué tipo de experimentos estaríamos haciendo allí?
Sí, fue un golpe bajo. Pero lo digo en serio. Lo publiqué como una pregunta formal.
También pensé que su pregunta es lo que el OP pretendía preguntar. Si no es así, la alternativa que puedo ver es que el OP quería preguntar: ¿qué experimentos científicos se pueden realizar solo en Marte, suponiendo que la presencia humana ya no sea un problema?
@NgPh El hecho es que estoy escribiendo una historia sobre personas en Marte en la década de 2040, y el intercambio de pilas de construcción mundial generalmente no tiene personas con la información que necesito. Todo lo que quiero hacer es escribir una escena en la que un científico planetario esté realizando experimentos en Marte y parezca que todo el mundo está desesperado por no darme la información que necesito.
@WasatchWind, ¡ajá! Pero no estás siendo justo. Muchos aquí han estado desesperados por ayudar, pero no pudieron adivinar su verdadera motivación. Los cerebros en Space SE están conectados de manera diferente a los de WB SE. Si vuelve a editar su pregunta, es probable que tenga respuestas explotables. De lo contrario, basura dentro, basura fuera como decimos.

Veamos... La atmósfera de Marte es de baja presión, muy seca, necesitas estar saludable para ir allí y (puedes) necesitar asistencia para respirar (corres riesgo de hipoxia) y protección térmica seria mientras estás afuera (te morirías de pie desnudo bastante rápido).

¿En qué parte de la Tierra encontramos científicos viviendo en un lugar como ese?

ingrese la descripción de la imagen aquí

Fuente: Profesores y alumnos del Departamento de Construcción y Prevención de Riegos USM visitan Observatorio ALMA (google: "Profesores y alumnos del Departamento de Construcción y Prevención de Riesgos de la USM visitan Observatorio ALMA")

Véase también Investigadores canadienses colaboran con ALMA en la salud y seguridad de los trabajadores a gran altura

La mayoría de los científicos que están en el sitio en realidad se sientan a una altitud más baja, alrededor de 2900 metros en lugar de 5050 metros donde están todas las cosas electrónicas (antenas, computadora y electrónica ). Pero hay muchas personas que trabajan diariamente a esa altitud para mantener el sistema y los platos y conducir los platos a diferentes ubicaciones cada vez que se reconfigura la matriz)

El agua atmosférica es la ruina de la radioastronomía de longitud de onda corta (longitudes de onda milimétricas y más cortas, hasta el infrarrojo). Todavía hay que preocuparse por las bandas vibratorias y rotacionales de N2, O2 y CO, pero un segundo ALMA en Marte (¿MALMA, MLMA, ALMAM?) sería una idea maravillosa. ¡Incluso podrías tener una interferometría de línea de base increíblemente larga con la Tierra!

Para su información, para verificarme, acabo de preguntar en Astronomy SE: ¿Cómo se compararía la superficie de Marte con el desierto de Atacama para la radioastronomía de ondas milimétricas (y más cortas)?

Sin un traje presurizado, trabajar en Marte sería imposible. La presión atmosférica es de sólo 6 mbar allí. Los pilotos de U2 necesitaban un traje a 20000 mo 165 mbar. La presión en ALMA a 5050 m es de 581 mbar, a 2900 m 729 mbar. Los aviones de pasajeros con cabina presurizada reciben unos 750 mbar.
@Uwe gracias por los detalles! Para que A sea análogo a B, deben diferir de alguna manera significativa, de lo contrario no es una analogía. En ambos casos, el cuerpo humano debe estar cubierto y protegido o se produciría una muerte rápida, son solo los "detalles" del traje los que son diferentes; ambos son térmicos, uno también necesita presión.
¿Qué tipo de experimentos haría un científico en Marte?
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