HABIT Educative Guide 12-18

HABIT TOUR
UPPTÄCK VETENSKAP!
UTBILDNINGSGUIDE

Fokus: 12-18 år

HABIT Tour
UTBILDNINGSGUIDE
Fokus: 12-18 år

NASA

INDEX

· Instruktioner för 3D skrivaren
· Varför är vatten så viktigt för liv?
· Hur ser vattencykeln ut på Jorden? Är den annorlunda från cykeln på Mars?
· Vad är ett salt?
· Vad är en molekyl och hur fungerar den I en atmosfär
· Vad är luftens tryck och temperatur? .
· Varför är Mars röd? Sandstormar!
· Skillnaden i temperatur mellan ytan och atmosfären
· Vilken typ av farkost är ExoMars 2020?
· ENGELSKA VERSION
· AFFISCH

2

NSTRUKTIONER FÖR 3D SKRIVAREN

Bygg din egen HABIT-modell med en 3D skrivare. Det är enkelt! Det enda du behöver är en 3D skrivare, lite fantasi, noggrannhet och att du
följer instruktionerna.

Instruktioner för 3D skrivaren

1. Download Cura mjukvaran (till en Ultimaker 3D skrivare) (https://ultimaker.com/en/products/ultimaker-cura-software )
2. Ställ i ordning alla HABIT .stp filer


3

3. Positionera objektet korrekt
4. Välj bland alternativen till höger

4

5. När parametrarna är klara, klicka på prepare, längst ner till höger och markera printtiden. Sätt in
SD-kortet och spara filen på kortet.

6. Nu kan du ladda in materialet i 3D-skrivaren och kontrollera storleken på munstycket (normalt används 0,4 mm).
7. Sätt in SD-kortet och välj alternativet print.
8. 3D-skrivaren börjar skriva ut din HABIT-modell!

Länk till en 2-minuters genomgång på YouTube: https://www.youtube.com/watch?v=RX2_e7RqUH0

5

José Antonio Gordillo Martorell/Juan Francisco Buenestado Castro
[email protected]/[email protected]
ETENSKAPLIG KOMMUNIKATION
Atmosfärsvetenskap Grupp
Rymdteknik Institutionen för System- och Rymdteknik
Luleå Tekniska Universitet
Luleå 97 187
Sverige

Vinnaren bjuds in för att besöka vår INSPIRE Lab i Luleå där HABIT skapades för att träffa forskarna som har hand om detta
speciella instrument. Vi kommer att publicera vinnarens namn på GAS websidan i november 2019.

6

Varför är vatten så viktigt för liv?

Vatten, och speciellt flytande vatten, anses vara ett av de viktigaste villkoren för
liv.
I grunden består livet av en invecklad kedja av kemiska reaktioner som behöver
ske i en lösning som tillåter att reaktanterna kommer i kontakt med varandra
och att biprodukter kan föras vidare för ytterligare reaktioner eller tas bort som
avfall.

Vatten uppvisar en serie av enastående egenskaper som gör det till det perfekta
lösningsmedlet för att livets dynamik kan fortsätta. Det är därför vid
astrobiologiska undersökningar att kriteriet “följ vattnet” ständigt kommer upp.
HABIT är del av ett astrobiologiskt uppdrag (ExoMars 2020), med det bestämda
målet att leta efter tidigare eller nuvarande tecken på liv på Mars.

HABIT är utformat för att utforska den möjliga existensen av övergående vatten
i marken på Mars som en fas i vattencykeln på planeten. Studierna som skall
genomföras, tillsammans med miljöövervakning, kommer att vara viktiga för att
kunna bedöma förutsättningarna för bebolighet vid landningsplatsen.

7

Hur ser vattencykeln ut på Jorden? Är den
annorlunda från cykeln på Mars?

Enkelt beskrivet, vattencykeln på Jorden består av den kontinuerliga Ehud Tal, BY SA
rörelsen av vatten genom olika faser, vilket sker huvudsakligen i
atmosfären.

Flytande ytvatten avdunstar och övergår från de stora
vattenmassorna (hav, sjöar, floder mm) till atmosfären där det blir en
del av luften som vattenånga. Moln bildas via kondensering under de
rätta förutsättningarna, som temperatur, tryck och höjd. Moln är
ansamlingar av väldigt små vattendroppar.

Så småningom samlas dessa små dropparna ihop sig via ett fenomen
som kallas för koalescens tills de når så stor vikt att de faller som
regn, snö eller hagel, och cykeln börjar om.

8

Hur ser vattencykeln ut på Jorden? Är den
annorlunda från cykeln på Mars?

På Mars är den totala mängden ytvatten bara en bråkdel av den på Jorden (och därtill det som planeten had för länge sedan). På grund av
Mars aktuella miljöförutsättningar som tryck och temperatur, existerar det mesta av vattnet huvudsakligen som isresovoarer vid polerna. Men
många ansamlingar under marken har hittats på olika ställen över hela Mars yta. Så man trodde att detta vattnet inte hade något utbyte med
sin miljö fram tills Curiosity rovern undersökte ytan. Data från den ledde till upptäckten av en rutimentär vattencykel som inkluderar den
grunda islagret under marken och atmosfärslagret närmast marken.

GAS

Det visar sig vara ett daglig fenomen som medför ett utbyte av vatten, inklusive tillfälliga gas och flytande faser. Den flytande fasen tros vara
möjlig tack vare inblandningen i en process med en väldigt vanligt typ av salter som kallas för perklorater, över hela Mars yta. Dessa salter
kan absorbera vatten från atmosfären upp till en punkt då saltet blir löst i vattnet, vilket sänker vattenlösningens fryspunkt. Detta i sin tur
underlättar en permanent övergående flytande fas. Fenomentet kallas för de

Syftet med HABIT är att vidare undersöka denna fråga med målet att bestämma om det verkligen sker, och om det gör det, till vilken grad.

För att kunna undersöka det, bär HABIT på en grupp salter som liknar de på Mars, för att kunna härma processen inuti flaskorna i BOTTLE-

enheten. Processen kommer att övervakas medan det sker. På det här viset kommer det att vara möjligt att definiera miljöfaktorerna för

delikvescens, samt att mäta den totala mängden vatten som produceras vid varje cykel. 9

Vad är ett salt?

Bland de allra vanligaste ämnen man hittar i marken på Mars är en typ av salter
som kallas för perklorater.

Ett salt är en kemisk förening som består av två beståndsdelar, en med en positiv
laddning och en annan med negativ laddning. De binds till varandra via en
elektrostatisk dragningskraft (en jonbindning).

Det vanliga koksaltet är ett typiskt exempel. Det består av en negativladdad
kloratom och en positivladdad natriumatom. För perklorater är den negativa
beståndsdelen en laddad molekyl som kallas för en perkloratjon, och den positiva
beståndsdelen är en positivladdad atom som t.ex. natrium, magnesium, kalcium.
litium, mm.
Det finns Det finns många olika typer av salter, men de har några gemensamma
egenskaper. En är deras förmåga att absorbera stora mängder vatten, vilket sänker
vattnets fryspunkt. Perklorater är särskilt bra på detta, det vill säga, de är oerhört
bra på att absorbera vatten från atmosfären, som ger upphov till en lösning med en
fryspunkt långt under det av rent vatten (0º C). Då kan vatten förbli i flytande form
vid temperatur- och tryckförutsättningarna på Mars, åtminstone vid Mars ekvator.

10

Vad är en molekyl och hur fungerar den I en atmosfär

En molekyl är en grundläggande kemisk struktur som består av minst två atomer bundna till varandra med en kemisk bindning.
Molekyler är de bestämmande enheterna av ett ämne. Ämnet vatten, som ett exempel, består av en grupp molekyler, som i sin
tur består av två väteatomer och en syreatom.

Luft är en blandning av ämnen i gasfas, vilket
kännatecknas av att de olika molekylerna är
inte bundna till varandra, så de rör sig
slumpmässigt i alla riktningar Under dessa.

Förutsättningarna kan molekylerna krocka med varandra, och förutsatt att de krockar med nog mycket energi kan de reagera
med varandra och procucera nya ämnen.
Hur effektiv processen är beror på temperaturen, vilket betämmer krockarnas energi; och trycket, som bestämmer antal krockar
som kan ske.

11

Vad är luftens tryck och temperatur?

Temperatur är en mätbar manifestation av hur mycket kalorisk energi ett ämne innehåller. Vad gäller gaser
så är temperatur direktrelaterad till hastigheten hos de molekyler gasen består av.
När vi pratar om luft (Jordens specifika atmosfär), kan tryck förenklat betraktas som ett mått på den
tillgängliga gasen. Atmosfärstrycket på Mars yta är 100 gånger mindre än det på Jorden, vilket är en
indikation på den relativt lilla mängd atmosfär som omger planeten.
Både temperatur och tryck är viktiga faktorer för att bestämma miljöförutsättningarna på en planet. Vad det
gäller liv är temperatur en nyckelparameter när man utvärderar om en miljö är beboelig. Allt liv vi känner till
hittills kan leva inom ett relativt smalt temperaturintervall, mellan ca -20º C and 100º C. Under -20º C finns
inte nog med energi för att biokemiska reaktioner skall kunna fortgå, och vid temperaturer över 100º C går
de flesta biomolekyler sönder.

12

Varför är Mars röd? Sandstormar!

För länge sedan hade Mars stora mängder vatten på ytan, och därmed en Jord-lik vattencykel. Men det finns en läcka i cykeln: när
vattnet är i atmosfären som en gas, så når den höga höjder där strålning från solen kan dela upp vattenmolekylen till väte och syre. Den
lätta vätemolekylen fortsätter då ut till rymden, och gör så lättare på grund av Mars svagare gravitationskraft. Den här processen
orsakade vattenförlusten på Mars, som har en gravitationskraft som är en tredjedel av Jordens. Dessutom har inte Mars något
skyddande magnetfält som skulle förhindra atmosfären från att svepas bort av den kraftiga solvinden.
Egentligen så sker denna långsamma förlusten på Jorden också, men man behöver inte oroa sig. Processen sker i en långsammare takt
och vår vattentillgång räcker till för flera miljarder år framöver.
Den tyngre syremolekylen, å andra sidan, blir kvar på Mars och är en mycket reaktiv molekyl. Den har oxiderat allt på Mars yta. Mars
röda färg är typisk för järnoxid. Järn är en väldigt vanlig beståndsdel i de mineraler som stenarna på ytan består av. Så man skulle kunna
saga att Mars är röd för att den är rostig!

NASA

Under planetens historia, har den minskande atmosfären ständigt smulat sönder stenarna till damm. Vind är den största orsaken till erosion och
dammet har ackumulerats på ytan under millioner år. Ibland far vinden över planetens yta som en storm och lyfter upp stora mängder damm och
det sprids upp i atmosfären. En del av stormarna kan bli globala och täcka hela planeten i ett täcke av damm i flera månader.

13

Skillnaden i temperatur mellan ytan och atmosfären

Den tunna Mars-atmosfären betyder att, bland annat, vissa termiska aspekter är konstiga för oss Jordbor.
Här på Jorden värmer solljuset ytan och värmen stiger då upp i atmosfären som ligger ovanpå. Värmen sprids genom
den så-kallade atmosfäriska gränsskiktet, den nedre delen av atmosfären som är i kontakt med ytan. Höjden på detta
skikt på Jorden är ca 800 meter (det varierar bl.a. beroende hur landskapet ser ut). Här rör sig luften vertikalt på grund
av värmeskillnader (den varma luften ”flyter” i den kalla och därmed stiger), och kallas för konvektion. Den vertikala
rörelsen gör att temperaturen homogeniseras.
Atmosfären på Mars sprider inte värme effektivt på det sättet, så det finns en betydande höjdskillnad i temperatur. En
person som står på Mars yta skulle känna en betydande termperaturskillnad där fötterna är upp emot 30º C varmare än
huvudet!

14

Vilken typ av farkost är ExoMars 2020?

Det finns tre huvudtyper av rymdfarkost:

- Orbiters (går i omloppsbana): Satelliter som har en omloppsbana kring ett objekt och samlar in data via fjärrstyrda mätinstrument
som de har ombord. De här är väldigt vanliga och kan användas för att undersöka nästan vad som helst i vårt solsystem.

-Landare: Dessa farkost når ytan på ett objekt och star stilla på landningsplatsen där de tar fram sina instrument för att samla in
prover och data. Utöver Mars har landare skickats till Månen, Venus och Titan, som är Saturnus största måne.
Landare har utforskat mycket av Mars miljö under flera år, t.ex. Viking 1, Viking 2 och Phoenix. NASA’s InSight-landare undersöker
planetens inre seismiska och termiska dynamik

NASA/JPL/Corby Waste ESA–D. Ducros

15

Vilken typ av farkost är ExoMars 2020?

- Rovers (strövare): De här motoriserade markfarkost kan fara över långa avstånd från landningsplatsen och utföra olika mätningar efter vägen.

Landare och strövare kan bara skickas till stenplaneterna i vårt inre solsytem (Merkurius, Venus, Jorden och Mars) för att resten av de yttre
planeterna är stora bollar av gas och saknar en fast yta att stå på.
ExoMars 2020 är ett uppdrag som består av en strövare (den femte i raden som man hoppas når ytan!) och en landare, som kallas för en Surface
Platform (ytplattformen). HABIT kommer att fästas på plattformen och beräknas fungera ett Mars år.

ESA

16

· Vill du göra mer & lära dig mer? Här är våra tips!

Se på vår HABIT film på YouTube.
Besök ESAs ExoMars webbsida: http://exploration.esa.int/mars/
Besök GAS webbsidan: https://atmospheres.research.ltu.se/
Besök Space Aware webbsidan: http://www.space-awareness.org/en/
Förbered en HABIT-utställning med alla era HABIT-modeller du har gjort i klassrummet och skicka oss en bild.
Förbered en intervju med intressanta frågor du kan ställa till några GAS forskare.
Bygg din egen vindtunnel med en plastcylinder och en fläkt och testa olika föremål
Om du har tillgång till Andruino-design, kan du göra ett schema med in-och utgångar för samlandet av miljödata.
Utrusta HABIT med saker som du tycker skulle förbättra den och göra någonting nytt på Mars.
Planera en utflykt till Teknikens Hus och besöka HABIT-utställningen. Där kan du se en HABIT kopia, lära dig mer och ha
roligt!
Följ vår HABIT tour från november 2018 till november 2019 på vår GAS webbsida: https://atmospheres.research.ltu.se/

Har du frågor?
Skicka gärna dina frågor till oss: [email protected] 

17

ENGELSKA
VERSION

INDEX

· Do your own HABIT model with a 3D print
· Why is water so important for life?
· What is the water cycle on Earth? Is it different from the water cycle on Mars?
· What is a salt?
· What is a molecule and how does work in an atmosphere?
· What is the temperature and pressure of air?
· Why is Mars red? Sand storms!
· Difference in temperature between the surface and atmosphere
· What kind of spacecraft is ExoMars 2020?

ducts/ultimaker-cura-software ) 19

DO YOUR OWN HABIT MODEL WITH A 3D PRINT

1. Build your own HABIT model with a 3D printer. It is very easy – all you need is a 3D printer, your imagination, accuracy and to follow the instructio
2. Click on this icon and select the file to be printed

20

DO YOUR OWN HABIT MODEL WITH A 3D PRINT

3. Position the object correctly

4. Select the options on the right and choose the 50% on
infill density and check Generate support option

21

DO YOUR OWN HABIT MODEL WITH A 3D PRINT

5. Once the parameters are set, click on prepare at the bottom right corner and check for the printing time. Then, insert an SD
card and save the file on to the same card.

7. Insert the SD card and select the print option.
8. The 3d printer starts to print.

Link to the 2 min basic tutorial on YouTube:(https://www.youtube.com/watch?v=RX2_e7RqUH0 )

22

DO YOUR OWN HABIT MODEL WITH A 3D PRINT

When you finish, you can enter a competition by sending us your masterpiece with your name, e-mail and telephone number to this
address:
José Antonio Gordillo Martorell/Juan Francisco Buenestado Castro
[email protected]/[email protected]
SCIENCE COMMUNICATION
Group of Atmospheric Science
Rymdteknik Institutionen för System- och Rymdteknik
Luleå Tekniska Universitet
Luleå 97 187
Sverige
The winner will visit our INSPIRE Lab in Luleå where HABIT was created and talk with the main researchers in charge of this special
instrument. We will publish the winner’s name on the GAS Website in November 2019.

23

Why is water so important for life?

Water, and particularly liquid water, is considered a most essential
requirement for life.

Life consists basically of intricate chains of chemical reactions which need
to take place within a solvent that allows the reactants to meet, and the by-
products to be carried for further reactions or to be eliminated as waste.
Water exhibits a series of remarkable chemical features which make it a
perfect medium for the dynamics of life to proceed, and hence, when
posing any kind of astrobiological investigation, the criterium of “follow the
water” is a constant reference.

HABIT is part of an astrobiological mission (ExoMars 2020), expressly
intended to search for past or present signs of life on Mars, and it is
designed/intended to investigate the possible existence of transient liquid
water on Martian soil as a phase of the water cycle on the planet. The
studies to be carried out to investigate this, together HABIT’s environmental
monitoring, are going to be key for the assessment of the habitability
conditions at the landing site.

24

What is the water cycle on Earth? Is it different from
the water cycle on Mars?

Basically, the water cycle on Earth consists of the continuous movement of water Ehud Tal, BY SA
through its different aggregation phases, which takes place mainly in the atmosphere.
Surface liquid water evaporates and passes from the original bulk (oceans, lakes,
rivers…) to the atmosphere, where it is a component of air in form of water vapor.
Clouds form due to condensation when the conditions are right as far as temperature,
pressure and height., Clouds are masses of extremely tiny water droplets.
Eventually, these droplets accumulate in a phenomenon known as coalescence until
they reach a weight enough to make them fall in the form of rain, snow or hail, closing
the cycle.
On Mars, the total amount of surface water is just a very small fraction of that on
Earth (and, for that matter, of that the planet once had in its remote past). Due to the
current environmental conditions of pressure and temperature on the planet, most of
this water is retained in the form of ice reservoirs located mainly at the poles, though
many subsurface deposits have been found at different points all over the planet.
Hence, it was thought that this water was “inert”, until a study performed on data
gathered by Curiosity rover led to discover the existence of a vestigial water cycle
involving the shallow subsurface ice and the lowest layer of the atmosphere. It is a
daily phenomenon which implies an exchange of water, including transient vapor and
liquid phases.

25

What is the water cycle on Earth? Is it different from
the water cycle on Mars?

The liquid stage is thought to be possible thanks to the involvement in the process of a very common kind of salts called perchlorates, widely
spread throughout Martian soil. These salts can absorb water from the air up to the point of ending dissolved in it, while they lower its freezing
point, favoring its transient permanence in a liquid state. It is a phenomenon called deliquescence.

GAS

Indeed, the purpose of HABIT is to further investigate this matter with the aim of establishing conclusively if it really occurs and if so, to what
extent. HABIT will carry a set of salts like those on Mars, to mimic the process inside the vessels of its BOTTLE unit, where it will be monitored as
it happens. This way, it will be possible to define the environmental determinants of deliquescence, as well as to measure the total amount of
liquid water produced during every cycle.

26

What is a salt?

Among the most common substances found in Martian soil are a kind of
salts called perchlorates.
A salt is a chemical substance composed of two elements, a positively
charged one, and another with a negative charge, which are bonded by
electrostatic attraction (ionic binding).

Our cooking salt is a most typical example. It is formed by a charged
atom of chlorine (negative), and a charged atom of sodium(positive). In
the case of perchlorates, the negative element is a molecule called a
perchlorate ion, and the positive one is a charged atom of for example
sodium, magnesium, calcium, lithium etc.

There are many different salts, but they have some common features,
among which is their they capability to absorb great amounts of water,
thus lowering the water’s freezing point. Perchlorates are especially
good at doing these two things, i.e., they have an outstanding capability
of absorbing water from the atmosphere, forming a solution whose
freezing point is far below that of water (0º C), and can stay in a liquid
state under the temperature and pressure conditions of Martian
environment, at least near the Martian equator.

27

What is a molecule and how does work in an
atmosphere?

A molecule is a basic chemical structure formed by at least two atoms linked by a stable bond. Molecules are the defining units of any substance.
The substance water, for example, consists of a set of molecules, each of which is formed by the union of two hydrogen atoms and one oxygen
atom. .

Air is a mixture of substances in a gas phase, which is
characterized by the fact that the molecules are not aggregated
together, so they move randomly in all directions. Under these
circumstances, molecules can collide with others and, provided
they do it with enough energy, they can react and produce new

The efficiency of this process depends on the temperature, which determines the energy of the collisions, and the pressure, which determines
the number of collisions.

28

What is the temperature and pressure of air?

Temperature is a measurable manifestation of the amount of calorific energy contained in things. For gases, such as
those in air, temperature is directly related to the speed of the molecules air is composed of.
When talking about air (the atmosphere specific to Earth), pressure can be considered, in short, as a measure of the
amount of gas available. The atmospheric pressure on Mars’ surface is less than a hundredth of that on Earth (one
hundred times lower), what is an indication of the relatively low amount of atmosphere surrounding the planet.
Both temperature and pressure are important factors for determining the environmental conditions of a planet. With
regard to life, temperature is a key parameter when assessing the habitability of a a given environment, since known
life cannot exist below nor above a narrow range of values, whose limits are -20º C and 100º C approximately. Below
-20º C there is no energy enough to boost the biochemical reactions, and above 100º C the biomolecules cannot keep
their integrity and they are destroyed.

29

Why is Mars red? Sand storms!

Mars once had large bulks of liquid water over its surface, and thus an Earth-like water cycle. But there is a leak in the circuit: once the water is in
the atmosphere is a vapour, it reaches the higher layers, where the radiation from the sun splits the water molecules separating hydrogen from
oxygen. The light hydrogen escapes to space, and it does so more easily due to the weaker gravity. This is the process that caused the loss of the
water from Mars, a planet whose gravity is only about a third of that of Earth. In addition, Mars no longer has a protective magnetic field to prevent
its atmosphere from being swept away by the powerful solar wind.
This slow but fateful loss is also occurring on Earth, but do not worry - the pace is very slow, and our water supply is plentiful for the coming billion
years.
The heavier oxygen molecule, on the other hand, remainTsypoentoMaernst,eratnedxtit is a very reactive element, so it has been oxidizing everything on the
surface. The reddish colour of the planet is characteristic of iron oxide, because iron is a very common component of the minerals that form the rocks
on the surface, so that it could be said that Mars is red because it is rusty.

NASA

Over time, the dwindling atmosphere has been continuously crumbling the rocks to dust, the wind being the main eroding agent on the planet.

The dust has been accumulating over the surface for millions of years, and now, from time to time, the wind forms storms which lift large

amounts of dust, spreading it throughout the atmosphere. Some of these storms are global, and they cover the entire planet in a shroud of

dust for months. 30

Difference in temperature between the surface and
atmosphere

The thin Martian atmosphere entails, among other things, some thermal issues that are strange for us Earthlings.
On Earth, sunlight heats the surface which, in turn, transfers the heat to the overlying atmosphere. The heat is then distributed
throughout the so-called atmospheric boundary layer, the lower layer of the atmosphere in contact with the surface, whose
height on Earth is about hundred meters (it varies depending on surface features and some other factors). Here, the vertical
movement of air due to thermal differences (the hot air “floats" in colder air and hence goes up), known as convection, results in
the homogenization of temperature.
On Mars, the thin atmosphere is not efficient in distributing the heat through this process, so the difference in temperature is
very pronounced with height, so that a person standing on the surface could feel that her/his feet are up to 30º C warmer than
her/his head.

31

What kind of spacecraft is ExoMars 2020?

There are three basic types of spacecrafts:
- Orbiters: Satellites which orbit the target object, recording data by means of remote sensing instruments they are equipped with. They

are common and can be used to explore almost anything within the Solar System.
-Landers: These spacecrafts reach the surface of the object and stay still at the landing point, where they deploy their instrumentation to
collect the correspondent data. In addition to Mars, landers have also been sent to the Moon, Venus and Titan, the largest Saturn’s moons.
Landers, as well as rovers, have been studying the Martian environment for a while now (Viking 1, Viking 2, Phoenix, etc). NASA’s InSight
lander shall investigate Mars’ inner seismic and thermal dynamics.

NASA-JPL Corby West ESA - D. Ducros

32

What kind of spacecraft is ExoMars 2020?

Rovers: These are robotic vehicles that can travel long distances from the landing point, performing different measurements along
the way.
Note that landers and rovers are only feasible to be sent to the rocky planets of the inner Solar System (Mercury, Venus, Earth and Mars), because
the rest of the outer planets are huge balls of gas, lacking a proper solid surface to stand on.
ExoMars 2020 is a mission composed of a rover (the fifth of them, which will hopefully reach the planet’s surface), and a lander, the Surface Platform.

ESA

33

· Activities we recommend in connection with this exhibit:

- Visit the ESA ExoMars website
http://exploration.esa.int/mars/
- Visit the GAS website
https://atmospheres.research.ltu.se/
- Visit the NASA Curiosity page
https://www.nasa.gov/mission_pages/msl/index.html

- Watch our HABIT video in YouTube.
- Follow our HABIT Tour from November 2018 to November 2019 in GAS Website.
- Build your own wind tunnel with a plastic cylinder and a fan and test objects.
- Prepare an interview with some interesting questions that you can ask the GAS researchers.
- Work with Arduino design with an input/output scheme to get environmental data.
- Plan an outing to Teknikens Hus in Luleå and visit HABIT space.
You can touch a HABIT replica, learn and have fun!
Send us an e-mail with your questions
[email protected]

34

AFFISCH

DELIQUESCENCE

GAS
· There are salts that have the capability of absorbing water vapour from the
environment getting hydrated. It is the property known as Hygroscopy.

· Some of them, like is the case of the perchlorates, can absorb as much
water as to end dissolved in it, forming a very concentrated solution or brine.

· The freezing point of these solutions, called Eutectic temperature, is
considerably lower than that of the water itself what, in the environmental
conditions of Mars, makes possible the transient permanence of the perchlorate
brines in the liquid phase.

36

· The transient presence of liquid water on Mars would entail
major implications for the assessment of the habitability of the
planet, which is one of the core scientific objectives of the
ExoMars 2020 mission.

· Some of the changing topographic features registered on
Mars’ surface, such as the Recurrent Slope Lineae (RSL) and Slope
Streaks, have ultimately been attributed to the occurrence of
deliquescence. Together with the wind, deliquescence could be
one of the main surface shaping agents of the planet.

· If the deliquescence process is confirmed by means of
HABIT, it would open the way to get a basic resource for the
planning of future manned mission to Mars: Water.

37

HABIT

Type to enter text

GAS
HABIT is composed of two units:
· ENVPACK (Environmental Package): It comprises sensors to measure ground
temperature (GTS), air temperature (ATS) and Ultraviolet radiation (UVS).
· BOTTLE (Brine Observation Transition To Liquid Experiment): Consisting of six
vessels, four of which will be full with different kind of perchlorates and covered by

38

a filter which only allows Martian air to pass through. The other · The transient presence of liquid water on Mars would entail
two will remain openly exposed to the Martian atmosphere. major implications for the assessment of the habitability of the
planet, which is one of the core scientific objectives of the
HABIT’s BOTTLE unit will monitor the amount of water ExoMars 2020 mission.
caught by the perchlorates by measuring the changes in the
electrical conductivity as they get hydrated, while ENVPACK · Some of the changing topographic features registered on
register the environmental conditions in which the process takes Mars’ surface, such as the Recurrent Slope Lineae (RSL) and Slope
place. Streaks, have ultimately been attributed to the occurrence of
deliquescence. Together with the wind, deliquescence could be
The transient presence of liquid water on Mars would entail one of the main surface shaping agents of the planet.
major implications for the assessment of the habitability of the
planet, which is one of the core scientific objectives of the · If the deliquescence process is confirmed by means of
ExoMars 2020 mission. HABIT, it would open the way to get a basic resource for the
planning of future manned mission to Mars: Water.
Some of the changing topographic features registered on
Mars’ surface, such as the Recurrent Slope Lineae (RSL) and Slope
Streaks, have ultimately been attributed to the occurrence of
deliquescence. Together with the wind, deliquescence could be
one of the main surface shaping agents of the planet.

If the deliquescence process is confirmed by means of
HABIT, it would open the way to get a basic resource for the
planning of future manned mission to Mars: Water.

39

MARS FAMILY PORTRAIT

40

NASA / JPL / USGS / Roscosmos / JAXA / ESA / ISRO / Jason Davis / The Planetary Society

MARS IN NUMBERS

Mars is the fourth planet from the Sun and the second-smallest planet in

the Solar System after Mercury.

• Distance to the sun: From 206,700,000 km to 249,200,000 km

along the orbit.

• Orbital period: 686.971 days (Martian year)

• Rotation period: 24h 37m 22 (Martian day or Sol).

• Mass: 6.4171×1023 kg

• Axial tilt: 25.19° to its orbital plane. This feature determines the
existence of four seasons like on Earth

• Surface gravity: 3.711 m/s (One third of that on Earth) NASA

• Equatorial radius: 3396.2 ± 0.1 km (Half of that of the Earth)

• Surface temperature: min. mean. max.

−143 °C −63 °C 20 °C

• Surface pressure: 0.00628 atm

• Atmospheric composition by volume:

- 95.97% carbon dioxide
- 1.93% argon
- 1.89% nitrogen
- 0.146% oxygen
- 0.0557% carbon monoxide

41

TRIP TO MARS. MANNED MISSIONS TO THE PLANET?

! On average, a trip to Mars takes some seven months, and it is only
possible for two months every two years, during the so called
“Launching windows”, which are the periods maximum proximity of
Mars and the Earth along their respective orbits.
· The same applies for a return trip, so an eventual crew travelling to
the planet, besides being several months within the spacecraft, and
provided they could carry a rocket for the return, would have to stay
there for at least more than one year.
· Leaving aside other technological constraints for a manned trip to NASA
Mars, the amount of radiation the crew would be submitted to in the
outer space poses a first challenge. Very few is known about the
effects of this radiation on people, apart from the certainty that it is
not healthy at all.
· All in all, a manned mission to Mars is already in the scope of space
agencies and other spaces corporations, and the first steps are
currently being took…

42

LIQUID WATER ON MARS?

Despite the extreme dryness and cold on Mars, it is thought

that the water present in subsurface repositories in form of ice, is

submitted to an exchange cycle with the atmosphere on a daily

basis. The presence on the soil of perchlorates, a highly hygroscopic

kind of salts widely spread all over Mars, determine the transient

permanence of this water in the liquid state during a phase of this

cycle in the form of brines (very concentrated solutions of the salts

in the water absorbed by themselves). NASA

HABIT instrument has been designed to investigate this process in its
environmental context and in quantitative terms.

The transient presence of liquid water on Mars would entail major implications
for the assessment of the habitability of the planet, which is one of the core
scientific objectives of the ExoMars 2020 mission.

Some of the changing topographic features registered on Mars’ surface, such
as the Recurrent Slope Lineae (RSL) and Slope Streaks, have ultimately been
attributed to the occurrence of deliquescence. Together with the wind,
deliquescence could be one of the main surface shaping agents of the planet.

43

If the deliquescence process is confirmed by means of
HABIT, it would open the way to get a basic resource for the
planning of future manned mission to Mars: Water.

44

MARS IN DATA

• Mars is the fourth planet from the Sun, orbiting it at an average distance of roughly
one and a half astronomical units or 227.7 million km, (1 AU equals the average
distance between the Sun and the Earth).

• It is the third brightest object in the night sky after the moon and Venus.
• Its average diameter is 4,212 miles (6,780 km); about half the size of Earth.
• Mars’ mass is 6,4185 × 1023 kg, that is to say, some 1/10th of that of the Earth.
• Its density is therefore 3,9335 g/cm³, exerting a gravitational attraction on the

surface only 38 percent of Earth’s one.

45

MARS IN DATA

Orbital features

• Mars’ orbit is quite elliptical, with an eccentricity of 0,093315, ranging its distance
to the Sun between 206.7million km and 249.2 million km.

• The rotation period lasts 24 hours, 39 minutes, 35 seconds. This is the duration of
the Martian day or sol.

• One revolution around the Sun or Martian year takes 687 Earth days (668 sols).
• The rotation axis is tilted 25 degrees, what give place to a succession of four

different seasons similar to Earth’s ones.

46

MARS IN DATA

The Martian Environment

• The atmosphere is mainly composed of carbon dioxide (95.3 percent), in addition
to nitrogen (2.7 percent) and argon (1.6 percent).

• Martian atmosphere is quite thin, being the atmospheric pressure at the surface about
0.6% of the Earth’s surface pressure.

• Surface winds blows at an average speed of 0 to about 9 m/s, with gusts of about 90
40 m/s.

• There are local and regional dust storms, including whirlwinds that are called “dust
devils”. More or less every two years, there are registered global dust storms that
cover the whole planet.

• Average global temperature is -53º C.
• Mars lacks a global magnetic field, so it is not protected against the solar wind.

47

VI SES I
MARS...

NASA