Znalezienie źródła wody marsjańskiej, która nie ogranicza się do zamarzniętych regionów polarnych Marsa, stanowi ciągłe wyzwanie dla agencji kosmicznych i astronomów. Pomiędzy NASA, SpaceX i każdym innym publicznym i prywatnym przedsięwzięciem kosmicznym, które ma nadzieję w przyszłości przeprowadzić załogową misję na Marsa, dostępne źródło lodu oznaczałoby zdolność do produkcji paliwa rakietowego na miejscu i dostarczenia wody pitnej dla placówki.
Jak dotąd próby zlokalizowania równikowego źródła lodu wodnego zakończyły się niepowodzeniem. Ale po sprawdzeniu starych danych z najdłużej trwającej misji na Marsa - NASA Mars Odyssey statek kosmiczny - zespół naukowców z Laboratorium Fizyki Stosowanej Uniwersytetu Johna Hopkinsa (JHUAPL) ogłosił, że mogli znaleźć dowody na źródło lodu wodnego w regionie Marsa Medusae Fossae.
Ten region Marsa, który znajduje się w regionie równikowym, znajduje się między granicą wyżynno-nizinną w pobliżu obszarów wulkanicznych Tharsis i Elysium. Obszar ten znany jest z powstawania tej samej nazwy, która jest miękkim złożem łatwo ulegającego erozji materiału, który rozciąga się na około 5000 km (3 109 mil) wzdłuż równika Marsa. Do tej pory uważano, że nie ma tam lodu wodnego.
Jednak zespół kierowany przez Jacka Wilsona - badacza podoktoranckiego w JHUAPL - niedawno ponownie przetworzył dane z Mars Odyssey statek kosmiczny, który pokazał nieoczekiwane sygnały. Dane te zostały zebrane w latach 2002-2009 przez spektrometr neutronowy misji. Po ponownym przetworzeniu danych kompozycyjnych o niższej rozdzielczości w celu lepszego ich ogniskowania zespół stwierdził, że zawiera on nieoczekiwanie wysokie sygnały wodoru.
Aby wprowadzić te informacje do wyższej rozdzielczości, Wilson i jego zespół zastosowali techniki rekonstrukcji obrazu, które są zwykle stosowane w celu zmniejszenia rozmycia i usuwania szumu z danych medycznych i danych statków kosmicznych. W ten sposób zespół był w stanie poprawić rozdzielczość przestrzenną danych z około 520 km (320 mil) do 290 km (180 mil). Zazwyczaj tego rodzaju ulepszenie można było osiągnąć jedynie poprzez zbliżenie statku kosmicznego znacznie bliżej powierzchni.
„To było tak, jakbyśmy przecięli orbitę statku kosmicznego na pół” - powiedział Wilson - „i dał nam znacznie lepszy obraz tego, co dzieje się na powierzchni”. I chociaż spektrometr neutronowy nie wykrywał wody bezpośrednio, wysoka liczba neutronów wykryta przez spektrometr pozwoliła zespołowi badawczemu obliczyć obfitość wodoru. Na dużych szerokościach geograficznych na Marsie uważa się to za znak rozpoznawczy lodu wodnego.
Za pierwszym razem Mars Odyssey statek kosmiczny wykrył obfity wodór w 2002 r., który wydawał się pochodzić ze złóż podpowierzchniowych na dużych szerokościach geograficznych wokół Marsa. Ustalenia te zostały potwierdzone w 2008 r., Kiedy NASA Phoenix Lander potwierdzono, że wodór przybrał postać lodu wodnego. Jednak naukowcy działali przy założeniu, że na niższych szerokościach geograficznych temperatury są zbyt wysokie, aby istniał lód wodny.
W przeszłości uważano, że wykrywanie wodoru w obszarze równikowym wynika z obecności uwodnionych minerałów (tj. Wody z przeszłości). Ponadto Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) i ESA Mars Express orbiter przeprowadził skanowanie obszaru w radarowym sondażu, używając odpowiednio płytkiego radaru podpowierzchniowego (SHARAD) i radaru zaawansowanego Mars dla instrumentów podpowierzchniowych i sondowania jonosferycznego (MARSIS).
Te skany sugerują, że pod powierzchnią znajdowały się osady wulkaniczne o niskiej gęstości lub lód wodny, chociaż wyniki wydawały się bardziej spójne z brakiem lodu wodnego. Jak wskazał Wilson, ich wyniki dają więcej niż jedno możliwe wytłumaczenie, ale wydają się wskazywać, że lód wodny może być częścią makijażu podpowierzchniowego:
„[I] jeśli wykryty wodór został zakopany lód w najwyższym metrze powierzchni. byłoby więcej niż zmieściłoby się w przestrzeni porów w glebie ... Być może sygnaturę można wyjaśnić w kategoriach rozległych złóż uwodnionych soli, ale sposób, w jaki te uwodnione sole powstały w formacji, jest również trudny do wyjaśnienia. Na razie podpis pozostaje tajemnicą wartą dalszych badań, a Mars nadal nas zaskakuje. ”
Biorąc pod uwagę cienką atmosferę Marsa i zakresy temperatur, które są wspólne wokół równika - które osiągają aż 308 K (35 ° C; 95 ° F) do południa w lecie - tajemnicą jest, jak można tam zachować lód wodny. Wiodącą teorią jest jednak to, że mieszanina lodu i pyłu osadzała się w przeszłości w regionach polarnych. Mogło się to zdarzyć, gdy pochylenie osi Marsa było większe niż obecnie.
Jednak warunki te nie występowały na Marsie od setek tysięcy, a nawet milionów lat. W związku z tym każdy lód pod powierzchnią, który został tam zdeponowany, powinien już dawno zniknąć. Istnieje również możliwość, że lód pod powierzchnią może być chroniony warstwami stwardniałego pyłu, ale to również nie wystarcza, aby wyjaśnić, jak lód wodny mógł przetrwać w danych ramach czasowych.
Ostatecznie obecność obfitego wodoru w regionie Medusae Fossae to kolejna tajemnica, która będzie wymagała dalszych badań. To samo dotyczy ogólnie złóż lodu wodnego wokół równikowego regionu Marsa. Takie złoża oznaczają, że przyszłe misje będą miały źródło wody do produkcji paliwa rakietowego.
Ogoliłoby to miliardy dolarów kosztów poszczególnych misji, ponieważ statki kosmiczne nie musiałyby nosić wystarczającej ilości paliwa na podróż powrotną. Jako taki mógłby zostać wyprodukowany statek kosmiczny międzyplanetarny, który byłby mniejszy, lżejszy i szybszy. Obecność równikowego lodu wodnego może być również wykorzystana do zapewnienia stałego zaopatrzenia w wodę dla przyszłej bazy na Marsie.
Załogi mogą być zmieniane w tej bazie raz na dwa lata - w sposób podobny do tego, co obecnie robimy z Międzynarodową Stacją Kosmiczną. Lub - czy mogę to powiedzieć? - lokalne źródło wody może być wykorzystane do dostarczenia wody pitnej, sanitarnej i irygacyjnej ewentualnym kolonistom! Bez względu na to, jak je pokroisz, znalezienie dostępnego źródła wody marsjańskiej ma kluczowe znaczenie dla przyszłości eksploracji kosmosu, jaką znamy!
