Астрономія
Астрономія

Колонізаторам Марса запропонували пошукати кригу у рівнині Еллада

Завдяки даним дослідницької програми Mars Odyssey вчені відстежили сезонні коливання водню на Марсі та знайшли області поза полюсами, де можна добувати водяну кригу. З'ясувалося, що у рівнинах Еллада, що у південній півкулі, і Утопія, що у північній, взимку з пониженням температури утворюється підповерхнева крига. Дослідження вчені представили на Європейському конгресі з планетарних наук (EPSC 2021).

Кратер Саекі на півночі рівнини Еллада. NASA / JPL-Caltech / Univ. of Arizona

Кратер Саекі на півночі рівнини Еллада. NASA / JPL-Caltech / Univ. of Arizona

Навіщо колонізаторам марсіанська крига?

Оскільки ми не втрачаємо надій одного разу відправити на Марс не чотириколісних, а власне самих двоногих, нам необхідно запропонувати їм якусь інфраструктуру. Житло, харчування, енергію. Але привозити з Землі будівельні матеріали та інвентар є зайвою витратою ресурсів, бо позаорбітальна доставка на Марс займе не лише 26 місяців, а і величезний бюджет. Тому дослідники поки з Землі шукають способів забезпечення життя на Марсі ресурсами самого Марса. І не враховуючи складних умов, від впливу космічного випромінювання, сонячних частинок і частих ударів мікрометеорів, Марс може надати багато пилу, реголіту і водяного льоду. Оскільки рідка вода недоступна у холодному і посушливому марсіанському середовищі, лід є життєво важливим ресурсом. Отримана з нього вода знадобиться не тільки для життєзабезпечення дослідників, що її вживатимуть та на ній вирощуватимуть рослини, але, розкладена на кисень і водень, вона стане ракетним паливом і допоможе дістатися додому. Однак, якщо пил і реголіт доступні всюди, крига в основному лежить на полюсах планети. А селитися там вкрай незручно: низькі температури і обмежене сонячне світло роблять полярні регіони несприятливим середовищем для обживання людиною. Набагато більш гостинними є райони від екваторіальних до середніх широт, але поки там резервуари льоду виявили тільки глибоко під землею. Але дослідники не втрачали надії знайти на планеті місця, де б крига була доступною. І у новому дослідженні вчені проаналізували дані нейтронного спектрометра Mars Odyssey за майже 20 років роботи.

То на Марсі знайшли доступну кригу?

На поверхні Марса спектрометр вишукує водень, щоб створити мапу його розподілу. Потік нейтронів, що тікає з поверхні Марса, обернено пропорційний вмісту водню у ґрунті. Це пов'язано з тим, що водень особливо ефективний для уповільнення нейтронів, що утворюються в результаті зіткнень космічних променів з атомами в марсіанському реголіті. Ґрунтуючись на цьому принципі, спектрометр збирає потоки нейтронів в трьох енергетичних діапазонах. І в цій роботі всі ці дані вчені об'єднали для пошуку неглибокого підземного льоду в районах від середніх до екваторіальних широт, а також для визначення його сезонного розподілу. Єдиними регіонами, де концентрація водню несподівано різко відрізнялася в залежності від температури на планеті, а відповідно і в залежності від пори року, виявилися рівнини Еллада, що у південній півкулі, і Утопія, що у північній.

Зв'язок між сезонними коливаннями нейтронів і температура ґрунту вказує на те, що найнижчі температури спостерігаються у той же час, коли спостерігається найбільший ріст вмісту водню, і навпаки. Так вчені припускають, що водяний лід може утворюватися на мілководді цих регіонів в холодну пору року, а потім сублімуватися в теплу у кожній півкулі. Втім, до потенційних переносників водню в марсіанському ґрунті відноситься не лише крига, а і хемосорбована вода та молекули води, адсорбовані на поверхні ґрунтових зерен і мінералів. Тому дослідники планують змоделювати поведінку цих джерел нейтронів та порівняти ці дані із тими, що приніс спектрометр Mars Odyssey.

Отримані результати дадуть змогу визначити найсприятливіше місце для майбутнього марсіанського поселення. Нерухомість там до речі матеріалознавці пропонують будувати з екзоскелетів комах та ракоподібних або крові та сліз астронавтів, які видобуватимуть одразу на станції. І було б непогано, якби крига ховалася і близ марсіанських печер — ідеального місця для проживання на думку вчених, адже випромінювання там достатньо для життя принаймні земних фототрофів, а вплив радіації набагато нижчий.