Поиск источника марсианской воды, который не ограничивается замороженными полярными областями Марса, является постоянной проблемой как для космических агентств, так и для астрономов. Между НАСА, SpaceX и всеми другими государственными и частными космическими предприятиями, надеющимися в будущем выполнить миссию с экипажем на Марс, доступный источник льда будет означать способность производить ракетное топливо на месте и обеспечивать питьевой водой форпост.
До сих пор попытка найти экваториальный источник водяного льда не удалась. Но после ознакомления со старыми данными из самой продолжительной миссии на Марс в истории - НАСА Марс Одиссея космический корабль - команда исследователей из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса (JHUAPL) объявила, что они, возможно, нашли свидетельство источника водяного льда в области Марса в Medusae Fossae.
Этот регион Марса, который находится в экваториальной области, расположен между границей нагорья и низменности вблизи вулканических областей Тарсис и Элизиум. Эта область известна своим образованием с таким же названием, которое представляет собой мягкий осадок легко разрушаемого материала, который простирается примерно на 5000 км (3 109 миль) вдоль экватора Марса. До сих пор считалось невозможным существование там водяного льда.
Тем не менее, команда во главе с Джеком Уилсоном - постдокторским исследователем в JHUAPL - недавно переработала данные из Марс Одиссея космический корабль, который показал неожиданные сигналы. Эти данные были собраны в период с 2002 по 2009 год прибором нейтронного спектрометра миссии. После обработки композиционных данных с низким разрешением, чтобы сделать их более четкими, команда обнаружила, что они содержат неожиданно высокие сигналы водорода.
Чтобы вывести информацию в более высокое разрешение, Уилсон и его команда применили методы восстановления изображений, которые обычно используются для уменьшения размытости и удаления шума из медицинских изображений и данных космических аппаратов. Таким образом, команда смогла улучшить пространственное разрешение данных примерно с 520 км (320 миль) до 290 км (180 миль). Обычно такого рода улучшения могут быть достигнуты только при приближении космического корабля к поверхности.
«Как будто мы сократили орбитальную высоту космического корабля пополам, - сказал Уилсон, - и это дало нам намного лучшее представление о том, что происходит на поверхности». И хотя нейтронный спектрометр не обнаруживал воду напрямую, высокое содержание нейтронов, обнаруженных спектрометром, позволило исследовательской группе рассчитать содержание водорода. В высоких широтах на Марсе это считается явным признаком водяного льда.
Первый раз Марс Одиссея Космический корабль обнаружил избыток водорода в 2002 году, который, по-видимому, поступал из подземных отложений в высоких широтах вокруг Марса. Эти выводы были подтверждены в 2008 году, когда НАСА Феникс Ландер подтвердил, что водород принял форму водяного льда. Тем не менее, ученые действовали в предположении, что в более низких широтах температура слишком высока для существования водяного льда.
В прошлом считалось, что обнаружение водорода в экваториальной области обусловлено присутствием гидратированных минералов (то есть прошедших воду). В дополнение Марс разведывательный орбитальный аппарат (MRO) и ЕКА Марс Экспресс орбитальный аппарат провел оба радиолокационных сканирования этой области, используя свои инструменты с неглубоким подповерхностным радаром (SHARAD) и усовершенствованным радиолокатором Mars для подповерхностного и ионосферного зондирования (MARSIS) соответственно.
Эти сканы показали, что под поверхностью были либо вулканические отложения низкой плотности, либо водяной лед, хотя результаты казались более соответствующими тому, что не было водяного льда. Как указал Уилсон, их результаты дают более чем одно возможное объяснение, но, похоже, указывают на то, что водяной лед может быть частью подповерхностной структуры:
«[I] для обнаруженного водорода были захоронены лед в пределах верхнего метра поверхности. было бы больше, чем вписалось бы в поровое пространство в почве ... Возможно, подпись можно объяснить с точки зрения обширных отложений гидратированных солей, но как эти гидратированные соли оказались в пласте, также трудно объяснить. Так что на данный момент подпись остается загадкой, достойной дальнейшего изучения, и Марс продолжает удивлять нас ».
Учитывая тонкую атмосферу Марса и температурные диапазоны, которые распространены вокруг экватора - которые достигают 308 К (35 ° C; 95 ° F) к полудню летом - остается загадкой, как можно сохранить там водяной лед. Однако ведущая теория заключается в том, что смесь льда и пыли осаждалась из полярных регионов в прошлом. Это могло произойти еще тогда, когда осевой наклон Марса был больше, чем сегодня.
Однако эти условия не присутствовали на Марсе в течение сотен тысяч или даже миллионов лет. Таким образом, любой подземный лед, который был отложен там, уже давно должен был исчезнуть. Существует также вероятность того, что подземный лед может быть защищен слоями затвердевшей пыли, но этого также недостаточно, чтобы объяснить, как водяной лед мог выжить в соответствующие сроки.
В конце концов, присутствие большого количества водорода в регионе Medusae Fossae является еще одной загадкой, которая потребует дальнейшего изучения. То же самое верно и для отложений водяного льда в целом вокруг экваториальной области Марса. Такие месторождения означают, что у будущих миссий будет источник воды для производства ракетного топлива.
Это позволило бы сэкономить миллиарды долларов на затратах на индивидуальную миссию, поскольку космическим кораблям не нужно было бы нести достаточно топлива для обратной поездки с ними. Таким образом, межпланетный космический корабль может быть изготовлен так, чтобы он был меньше, легче и быстрее. Наличие экваториального водяного льда также может быть использовано для обеспечения постоянного запаса воды для будущей базы на Марсе.
Экипажи можно вращать на этой базе и выходить из нее каждые два года - таким же образом, как в настоящее время мы делаем с Международной космической станцией. Или - я смею это сказать? - местный источник воды может быть использован для подачи питьевой, санитарно-технической и поливной воды возможным колонистам! Независимо от того, как вы это нарезаете, поиск доступного источника марсианской воды имеет решающее значение для будущего освоения космоса, каким мы его знаем!
