역사 소설에서 천문학자들은 망원경을 통해 빛의 속도로 흐르는 광학적 지혜를 봅니다. 얻을 수 있는 것을 취하면 먼 별과 행성에 대한 정보를 수동적으로 받습니다. 이러한 것들은 고정되어 있으며 그 용어는 수정할 수 없습니다.
그러나 천문학은 그렇지 않습니다. 예를 들어, 행성 및 외계 행성 과학자들은 데이터가 올 때까지 기다릴 뿐만 아니라 지구의 적절한 지질학적 풍경, 채석장 및 시뮬레이션 챔버를 사용하여 다른 장소의 축소판을 구축합니다. 이 시뮬레이션에서 그들은 절대 방문하지 않을 우주의 일부를 해독하기 위해 세계 또는 최소한 은유를 보고, 느끼고, 제어합니다.
물리적인 것과 추상적인 것을 만질 수 없는 것으로 만들면서 그들은 직유뿐만 아니라 이러한 행성을 실제 장소로 시각화하는 방법도 만듭니다.
화성 연구소와 SETI의 Pascal Lee는 “과학을 통해 우리는 항상 비교를 통해 생각합니다. “그래서 아날로그를 사용하는 접근 방식에는 매우 기본적인 것이 있습니다.”
그들의 방법은 실험실 기반 연구와 자연과의 직접적인 접촉을 모두 중시하는 과학적 전통을 따르고 있습니다.
예일 대학의 인류학자인 리사 미시리는 “시간과 공간에서 현상이 제거된 행성 과학자들이 시뮬레이션과 반복을 통해 멀리 있는 것을 연구할 수 있다고 생각하는 것이 실제로 의미가 있다”고 말했다. “과학이 수백 년 동안 해온 일이기 때문에” 우주의 지위의 저자.
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이 세계와 그 너머를 연결하는 가장 직접적인 화살표는 “지상 유사체”로, 일반적으로 달이나 화성과 같은 다른 세계의 일부 측면과 유사한 지구상의 물리적 위치입니다. 이 연결은 용암동굴이나 사구와 같은 지질학적 형태를 취하거나 다음과 같이 달이나 화성의 특성을 나타내는 전체 영역이 될 수 있습니다. 칠레 아타카마 사막 또는 하와이의 화산.
이 박사는 캐나다 누나부트(Nunavut)의 척박하고 무인도인 북극 전초기지인 데본 섬(Devon Island)에 있는 아날로그 연구 시설인 Haughton-Mars Project를 지휘하고 있습니다. “우리가 달과 화성에서 보는 것과 유사한 매우 광범위한 기능이 있습니다.”라고 그는 말했습니다.
이 섬은 계곡과 협곡이 있는 영구적으로 춥고 건조하며 그 뒤에 우주 효과가 있는 14마일 너비의 분화구를 자랑합니다. 이는 NASA가 금년에 우주비행사를 보낼 계획인 달 남극의 섀클턴 분화구와 거의 같은 크기입니다.
수십 번의 현장 캠페인 동안 Houghton Research Station은 과학자들이 달이나 화성에 있는 것처럼 가장하고, 유사한 지질학을 연구하고, 미래 임무를 위한 장비를 테스트하고, 참여하도록 인간을 훈련할 수 있는 영구적인 장소를 제공했습니다.
이 박사는 “어느 정도 턴키 방식의 프로세스”라고 말했지만 누구나 와서 사용할 수 있는 에어비앤비 같은 것은 아니라고 말했습니다. 주요 서식지 시설은 지질학, 우주생물학, 의학, 행정 및 수리 작업을 위한 일련의 텐트로 구성되어 있습니다. 자체적으로 온실이 있으며 ATV와 험비는 여행을 지원하고 로빙 차량을 시뮬레이션합니다.
이 박사는 본캠프에서 떨어진 당일치기 여행으로 추운 날씨에 정어리 통조림을 먹으며 23년 연속 여름을 보냈다. 그러나 2020년과 2021년에 팬데믹으로 인해 그는 지구상의 다른 세상 세계로의 연례 여행을 건너뛰게 되었습니다. 그는 단순함과 고독을 그리워했습니다.
“당신이 거기에 있을 때 당신은 데본기 사람입니다.” 이 박사는 고독한 우주 비행사처럼 말했습니다.
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그러나 과학자들이 동위 원소를 찾을 필요가 없는 경우가 있습니다. 시뮬레이션의 형태나 달이나 화성의 표면과 유사한 물질의 형태로 동위원소를 집으로 가져올 수 있습니다.
예를 들어 화성은 모래와 먼지로 덮여 있으며, 이를 함께 표석이라고 합니다. 그것은 여행을 어렵게 만들고 태양 전지판을 막고 필터를 막고 움직이는 부품을 집어 올릴 수 있습니다. 로봇 차량, 에너지원 및 기타 장치가 화성의 혹독한 환경을 견디는 방법을 결정하기 위해 과학자들은 여행을 떠나기 전에 유사한 것에 대해 테스트해야 합니다.
그렇기 때문에 1997년 NASA는 Viking과 Pathfinder 미션의 데이터를 기반으로 JSC-Mars 1이라는 먼지가 많은 물질을 개발했습니다. 그것은 하와이의 원추형 화산 Pu’u Nene에서 발견되는 물질로 만들어집니다. 그곳에서 용암은 한 번 물 속으로 스며들어 결국 풍부한 입자를 형성했습니다.
나중에 NASA 과학자들은 피닉스 화성 탐사선을 준비하면서 이 물질을 개선하여 화성 모하비 시뮬레이션을 만들었습니다. 캘리포니아 모하비 사막에 있는 새들백 화산층의 용암 퇴적물에서 얻습니다.
그러나 테스트 과정은 완벽하지 않습니다. 피닉스는 2008년 화성에서 얼음 토양 샘플을 수집했습니다.어려운, NASA의 말에 따르면 특종에서 분석 도구로 이동합니다. 1년 후, 병거는 영혼을 모래 속에 영원히 가두었습니다. 자매 로봇인 Opportunity는 먼지 폭풍이 태양 전지판을 덮으면서 잃어버렸습니다. 이 운명은 InSight의 최신 임무도 방해했습니다.
오늘날 민간 기업은 민간 시뮬레이션 공급을 위해 NASA 데이터와 레시피를 사용합니다. 이 “장바구니에 추가” 버전은 과학 박람회 프로젝트, 이국적인 시멘트 및 다른 세계의 원예 토양으로 이동합니다. 이 회사 중 하나의 설립자인 Mark Cusimano는 화성 정원그의 취미는 새들백 토양을 사용하여 Red Planet의 Triumph Garden을 키우는 것입니다. 그는 “그 안에 이상한 작은 당근이나 무”가 자라는 것이 만족스럽다고 말합니다.
네덜란드 Wageningen 대학의 생태학자인 Weijer Walmink는 이 연구를 다음과 같이 더 발전시켰습니다. 프로젝트 “화성과 달을 위한 음식”완두콩, 감자와 같은 작물 재배. 그는 현재 박테리아, 지렁이, 인간 배설물을 포함한 전체 농업 시스템에 대해 작업하고 있습니다. Walmink 박사는 “이전에 식물이 자라지 않은 곳에서 대담하게 자라는 것”이 아이디어라고 말했습니다. 오늘날 화성은 지구에 있습니다. 내일, 어쩌면 화성 그 자체.
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태양계의 더 이국적인 지역을 모방하려면 약간의 노력이 필요하기 때문에 과학자들은 종종 시뮬레이션 챔버(기본적으로 다른 세계의 조건을 재현하는 테스트 튜브)로 눈을 돌립니다. 이 아이디어는 1950년대로 거슬러 올라갑니다. 당시 나치 독일에서 미국으로 가져온 군사 과학자가 저압 챔버는 때때로 “화성 트랙터”라고 불립니다. 생물학이 화성 조건에서 지속될 수 있는지 확인하기 위해.
오늘날, 달라스에 있는 Southern Methodist University의 Tom Runčevski와 같은 연구원들은 다른 곳을 찾고 있습니다. 토성의 위성 중 하나인 타이탄, 현재 지구를 제외한 태양계에서 표면에 액체가 고정되어 있는 유일한 세계입니다.
Runčevski 박사는 “나는 항상 Titan이 얼마나 공격적이고 무서운지에 대해 개인적으로 이야기합니다.”라고 말했습니다. 호수와 바다는 에탄과 함께 헤엄친다. 휘발유 눈, 메탄 비가 내립니다. 하지만 안개 속을 들여다보면, 토성의 고리를 볼 수 있습니다..
유럽의 우주 탐사선 호이겐스가 2005년에 지상으로 낙하했지만 타이탄의 항성 간의 불화는 전반적으로 이 행성만큼 환대하는 행성에서 가늠하기 어렵습니다. “Titan은 과학자입니다.”라고 Dr. Runčevski는 말합니다. “지구에서 세계를 연구하는 것은 매우 어렵습니다.”
그러나 그는 자신의 연구실에서 “항아리 안의 거인”이라고 부르는 것을 발명하여 시도합니다.
Runčevski 박사의 트랙터 아래에서 토성의 고리를 볼 수 없습니다. 그러나 가장 유명한 위성을 차지하는 유기 화합물과 결정에 대해 배우게 됩니다. 용기 안에 — 솔직히 말하면 시험관 — Dr. Runčevski는 한두 방울의 물을 넣은 다음 그것을 얼려 타이탄의 심장의 작은 버전을 모방할 것입니다. 여기에 그는 몇 방울의 에탄을 첨가할 것이며, 이는 즉시 응결되어 작은 달의 호수를 형성할 것입니다. 다음으로 그는 아세토니트릴이나 벤젠과 같은 관심 있는 다른 유기 화합물을 추가할 것입니다. 그런 다음 공기를 빨아들여 온도를 화씨 영하 292도인 타이탄으로 설정합니다.
NASA, 타이탄으로 귀환, 발사 계획 2027년에 Dragonfly라고 불리는 원자력 쿼드콥터. Runčevski 박사는 항아리에서 형성되는 결정과 구조를 관찰함으로써 과학자들이 로봇 탐험가가 2034년에 도착했을 때 무엇을 보는지 설명하는 데 도움이 되기를 희망합니다. “우리는 전체 실험실을 보낼 수 없으므로 부분적으로 의존해야 합니다.” 지구 실험실에서.
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Johns Hopkins University의 연구실에서 Sarah Hurst는 Titan 시뮬레이션을 포함하여 NASA 및 Runčevski 박사의 연구실과 유사하게 작업합니다. 그러나 그 시험관은 가상의 외계행성이나 먼 별을 도는 세계를 시뮬레이션하는 데까지 확장됩니다.
Horst 박사는 사양이 부족하기 때문에 처음에 외계 행성을 피했습니다. 당신은 “나는 태양계에 의해 버릇이 없어”라고 생각했던 것을 기억합니다. 그러나 동료는 그녀에게 베이지안 시뮬레이션을 시작하도록 설득했습니다. 세계. “우리는 이 잠재적인 행성의 매트릭스를 모았습니다”라고 그녀는 말했습니다. 그 환상의 분위기는 수소와 이산화탄소 또는 물로 지배되며 온도 범위는 화씨 300도에서 화씨 980도입니다.
그들의 시험관은 대기를 구성할 수 있는 주요 구성 요소로 시작하여 특정 온도로 설정됩니다. 이 혼합물을 소다병 크기의 챔버로 흐르게 하고, 기본 입자를 분해하는 에너지(자외선 또는 플라즈마 전자)에 노출시킵니다. Horst 박사는 “그들은 새로운 분자를 만들기 위해 방안에서 회전하고 있으며 이러한 새로운 분자 중 일부는 분해되기도 합니다”라고 말했습니다. 이 사이클은 전원이 차단될 때까지 반복됩니다. 때때로 이 프로세스는 다른 세계의 안개인 단단한 입자를 생성합니다.
잠재적인 스모그 생성 외계행성을 감지하면 과학자들이 실제로 관찰할 수 있는 천체를 망원경으로 가리키는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 안개는 행성의 표면 온도에 영향을 주어 액체 상태의 물과 얼음 또는 증발을 구분하고 행성의 거주 가능성에 영향을 미치는 고에너지 광자로부터 표면을 보호할 수 있습니다. 대기는 또한 생명과 에너지를 위한 빌딩 블록을 제공할 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있습니다.
처음에는 꺼려했지만, 호르스트 박사는 그녀의 실험실 행성에 애착을 갖게 됩니다. 그들은 비록 허구적일지라도 친숙함을 느낍니다. 그녀는 일반적으로 사무실에 들어서면 어떤 종류의 실험이 진행되고 있는지 알 수 있습니다. 다른 플라즈마는 다른 색으로 빛나기 때문입니다. “오, 우리는 오늘 타이탄을 해야 합니다. 왜냐하면 그것이 일종의 보라색이기 때문입니다.” 또는 “우리는 이 특정 외계 행성을 하고 있는데, 그것은 일종의 파란색이기 때문입니다.”
Devon Island의 풍경, 소수의 표석 시뮬레이션 또는 시험관 달과 비교할 때 Horst 박사의 실험실 행성은 체격이 부족합니다. 그들은 특정 세계를 대표하지 않습니다. 형태를 취하지 않습니다. 설 수 있는 근거가 없는 천박한 분위기일 뿐입니다. 그러나 그것은 이치에 맞습니다. 천문학자가 지구에서 시선을 돌릴수록 그의 창조물은 더욱 신비로워집니다. Messiri 박사는 “외계행성을 시뮬레이션하는 것이 더 추상적이라는 사실은 이것이 당신이 갈 수 있는 곳이 아니라는 것을 분명히 상기시켜준다고 생각합니다.”라고 말했습니다.
그러나 Horst 박사는 그녀의 연구실이 불타는 행성을 시뮬레이션했던 날을 기억합니다. 그러면 그 방은 방의 구석 전체를 데울 것입니다. 정말 어디에도 없는 이 작은 세상이 이 세상을 따뜻하게 합니다.
