Mars overflademateriale analoger

Eftersom vi ingen prøver har af det røde støv fra Mars, må vi her på Jorden bruge Mars-analoge materialeprøver til de baggrundsstudier og eksperimenter der er nødvendige for Mars missionerne. Ingen af disse prøver har dog alle Mars støvets egenskaber.

Der er fundet rødt støv i Danmark (Salten Skov I), som først og fremmest har den rigtige kornstørrelsefordeling (ca. 2-3 µm partikler) og magnetiske egenskaber (3,9 Am2/kg) som ikke er alt for langt fra Mars støv (~2 Am2/kg). Nær-UV spektret kan sammenlignes med spektre fra overfladematerialet på Mars. Egenskaber som elektrificering, partikel adhesion og cohesion er som vi forventer at Mars støvet har under planetens kolde og tørre betingelser. Men mineralogien er goethit (~75%), hæmatit (~19%), maghemit (~6%) og dermed langt fra Mars støvet med en basaltisk kemi.

Salten Skov Mars analogue

Forsøgfaciliteter
Mars-analog prøverne anvendes i videnskabelige eksperimenter relateret til Mars 'overfladeprocesser (magnetisk indfangning, elektrificering, vedhæftning, aerodynamik, Mars-mission instrumenter og test af solpanel). Til disse eksperimenter er to Mars vindtunneller blandt de vigtigste faciliteter.



Mars-tank og vindtunnel AWTS I
Mars-tank og vindtunnel AWTS II

Imidlertid er en række andre analytiske instrumenter også nødvendige for at fastlægge den mineralogiske sammensætningen af de anvendte prøver. Støvets partikelstørrelse bestemmes vha laserdiffraktion. Mineralogi bestemmes vha røntgendiffraktion (XRD) og Mössbauer spektroskopi (MS), og morfologi og kemisk  sammensætning bestemmes ved scanning- (SEM) og transmissionselektronmikroskopi (TEM), begge med EDX analysatorer (Energy dispersive x-ray-analysis), og den samlede kemiske analyse af bulkprøver vha røntgenfluorescens (XRF).

Jernoxider

Magnetit Fe3O4 [FeIII (FeII, FeIII) O4]

Magnetit er et stærkt magnetisk jernoxid, der afviger fra de fleste andre jernoxider ved at indeholde både divalent og trivalent jern. Magnetit findes ofte i strandsand i Danmark som små sorte magnetiske korn.

Maghemit γ- Fe2O3

Maghemit er også stærkt magnetisk og har en struktur som magnetit. Det afviger fra magnetit ved at næsten alt jern er trivalent. Tomme pladser i strukturen kompenserer for jern i oxidationstrin + III. Maghemit er kendt fra brandsteder og er meget stærkt rød-brunlig. Det findes i Salten Skov I jorden fra Midtjylland, Danmark, som dog ikke er et brandsted.

Hæmatit α- Fe2O3

Hæmatit er kun meget svagt magnetisk. Kornene er fine, næsten blodrøde (græsk: haima = blod). Det er også kendt som blodsten som er næsten sort og bruges til smykker. Hæmatit udnyttes som farvestof (f.eks svensk rød). Dette mineral hører heller ikke til i et tempereret fugtigt klima.

Goethit α- FeOOH

Goethit er næsten umagnetisk. Farven er gul til gul-orange og er også brugt som farvestof. Goethit er et meget almindeligt mineral i danske jorder. Det er opkaldt efter Wolfgang von Goethe den tyske forfatter og videnskabsmand.

Titanomagnetit (ulvöspinel) Fe2TiO4 [FeII (FeII, TiIV) O4]

Ulvöspinel er forskellig fra magnetit ved ikke at være et stærkt magnetisk mineral.
Det har ligesom magnetit en kubisk struktur og overgange mellem de to er almindelige.
Mineralet udgør en del af den vulkanske klippe på Mars.