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撰文 戚譯引
圖片來源：University of Central Florida 視頻截圖
這些火星土由中福羅裡達大學（University of Central Florida，簡稱 UCF）的研究人員手工製作。這個團隊合成了非常接近實物的火星土壤，可以用來種土豆進行各種模擬實驗。相關論文發表在今年九月的《伊卡洛斯》（Icarus）期刊上。
研究團隊目前已經接到了三十個訂單，其中肯尼迪航天中心（Kennedy Space Center）就訂購了半噸，新增訂單的發貨時間也已經排到了兩個月之後。
火星土是怎樣煉成的
製作火星土的過程有點像用石頭做飯。首先是準備材料，主要是斜長石（27.1%）、玄武岩玻璃（22.9%）、輝石（20.3%）和橄欖石（13.7%），以及少量的硫酸鎂、水合氧化鐵（ferrihydrite）等等。
接下來，將原料礦石磨成粉，混合、壓實，做成餅狀，放進烘箱進行烘烤。烘烤完成後，將這塊“石頭餅”再次粉碎，新鮮的火星土壤就製作完成了。
這不是黑暗料理，這是剛從烘箱拿出來的火星土半成品。| 圖片來源：University of Central Florida 視頻截圖
這些模擬火星土主要參考了好奇號在蓋爾隕石坑（Gale crater）採集的數據，在礦物成分、基本化學性質和顆粒大小的分佈上與實物非常相似。只是由於地球礦物的性質限制，合成土中鎂、鈉和鉀元素偏高，鐵和鈣略有不足。
論文第一作者、UCF 博士後凱文·坎農（Kevin Cannon）介紹：“借助這樣的技術，我們可以開發許多不同的模擬土壤。我們需要的大多數礦物都能在地球上找到，只是其中一些很難獲得。”這些火星土中就使用了部分合成材料。
不過，由於實際因素的限制，模擬土與實物仍然存在一些差異。比如顆粒的形狀，人造土的製作主要依靠機械粉碎，這一過程顯然與長久、緩慢的風化過程非常不同。另外，出於實驗安全的考慮，合成土中沒有添加真實存在於其他星球上的有毒物質，人造火星土中就不含高氯酸鹽。
挑戰標準化火星土
模擬行星、小行星土壤其實有著相當旺盛的需求市場。2017 年 7 月，《自然》（Nature）期刊上的一篇文章指出，許多團隊在進行這方面的研究，光是模擬月球土就已經有三十多種，但是沒有人能完美模擬所有的物理化學性質；在一些方面能夠完美模擬的土壤，在另一些方面就可能表現得很糟。
研究的第二作者、UCF 物理學教授和地質學家丹·布里特（Dan Britt）也表示，目前研究使用的的模擬土壤沒有統一的標準，所以用不同樣品做的實驗之間沒有可比性。
研究團隊開發的模擬火星土 1 號（MGS-1 Mars Global Simulant）。| 圖片來源：https://sciences.ucf.edu/class/exolithlab/
為了測試各種輪子和鑽頭能否在另一個星球正常運行，航天工程師需要在相似的場地上進行測試；為了研究行星環境、行星起源等問題，科學家也需要相應的樣品進行分析。如果能夠生產出接近實物、統一標準的模擬土壤，讓它得到廣泛使用，這無疑會大大促進航天科學的發展。
為了滿足不同的研究需求，研究團隊還開發了另外兩款富含硫或黏土的火星土、來自月海或月球高原的土壤和多種小行星土壤。
模擬月海土壤 1 號（LMS-1 Lunar Mare Simulant），產量有限，發貨時間 2 個月後。| 圖片來源：https://sciences.ucf.edu/class/exolithlab/
儘管這類產品看起來前景不錯，研究團隊並不打算用它賺錢。他們成立了一個非營利項目組負責銷售工作，所有產品按成本價出售，並且通過）和實驗室網站公開了詳細的配方和製作方法。
布里特說：“我希望，通過使用這樣的材料，我們能見證重大研究進展的發生。”
1. Cannon, Kevin M., et al. "Mars global simulant MGS-1: A Rocknest-based open standard for basaltic martian regolith simulants." Icarus 317 (2019): 470-478.
3. Witze, Alexandra. "Why planetary scientists want better fake space dirt." Nature News 547.7662 (2017): 146.
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