В обозримом будущем пилотируемая экспедиция на поверхность Марса станет возможной. В настоящее время планы по отправке человека к этой планете рассматриваются с большой серьезностью. В связи с этим, важным этапом подготовки к таким исследованиям стала разведка ключевого ресурса — воды. Определив, в каких районах марсианской поверхности сосредоточено больше всего льда, можно планировать места посадки, и этим активно занимается NASA.
В новом исследовании Планетологического института США (Planetary Science Institute) ученые исследовали наличие воды на Марсе. Проведенные исследования опубликована в рецензируемом журнале Nature Astronomy. Она базируется на данных, полученных в ходе картографирования распределения водяного льда под поверхностью ( Subsurface Water Ice Mapping, SWIM). В рамках этого крупного проекта проводился сравнительный анализ данных, полученных с пяти научных приборов, установленных на трех космических аппаратах: зондах Mars Reconnaissance Orbiter, Mars Odyssey и Mars Global Surveyor.
Американские ученые-планетологи представили карту северного полушария Марса, которая наглядно демонстрирует распространение зон вечной мерзлоты и водяного льда почти до экватора. Данная работа посвящена статье на сайте NASA благоприятные для посадки астронавтов широты сравнивают с земными Европой и Северной Америкой. В этих зонах — обширных равнинах Arcadia Planitia и Deuteronilus Mensae — размещение базы представляется оптимальным решением, поскольку там имеется достаточно солнечного света, а вода находится на небольшой глубине под слоем почвы.
Лед играет ключевую роль в исследованиях Марса
Вода имеет большое значение по ряду причин. Прежде всего, в районах, где ледники тают и снова замерзают, ученые имеют наибольшие возможности для обнаружения не только признаков жизни в наши дни, но и свидетельств ее существования в недавнем прошлом. Кроме того, вода необходима самим астронавтам, поскольку она жизненно важна для поддержания их жизнедеятельности и выращивания продовольствия. Наконец, ее можно разделить на кислород и водород, которые могут быть использованы в качестве топлива для обратного полета на Землю.
Если не рассматривать изначальную научную задачу — поиск жизни за пределами Земли, — то практическая значимость воды трудно переоценить. Доставка как воды, так и топлива, необходимого для поддержания жизнедеятельности экипажа, является весьма затратной. Поэтому Агентство по охране окружающей среды США ( NASA) ученые всеми доступными методами исследуют распределение льда под поверхностью Марса. Речь идет, точнее, о водяном льде, поскольку на Красной планете присутствует и углекислотный. Последний, однако, в основном сосредоточен в полярных шапках, а привычная нам твердая форма H2O встречается и гораздо южнее.
При планировании будущих пилотируемых миссий на Марс выбор места посадки требует компромисса между двумя основными факторами. По мере продвижения на север возрастает потенциальное наличие водных ресурсов. Расположение ближе к экватору обеспечивает больше солнечного света, необходимого для получения энергии и тепла, но количество воды там меньше. Южное полушарие Марса не рассматривается в качестве цели для экспедиций с участием людей из-за ограниченного запаса воды и сложностей, связанных с посадкой. Дополнительным преимуществом районов, расположенных вблизи экватора, является более плотная атмосфера, что облегчает торможение массивных посадочных модулей с астронавтами на борту. Марсианская атмосфера отличается своей разреженностью, а ее плотность подвержена значительным колебаниям.
Можно паковать чемоданы?
К сожалению, это невозможно. Созданная планетологами карта пока не обладает достаточной точностью. Безусловно, она станет полезным инструментом для общего планирования марсианских миссий, однако более точное определение места посадки пока не представляется возможным. Дело в том, что ни один из ранее отправленных к Красной планете орбитальных аппаратов не был оснащен комплексом инструментов, предназначенным для поиска подповерхностного льда. Все они несли на борту приборы, разработанные для решения более общих или конкретных задач, например, для картографирования рельефа или поиска водорода.
Для разработки данной карты специалисты, участвовавшие в SWIM, чтобы прийти к заключению, потребовалось сопоставить сразу пять наборов данных. Ученые могли быть уверены в наличии льда под поверхностью только в том случае, если значительная часть этой информации совпадала. В настоящее время можно утверждать, что глубина залегания льда в различных регионах варьируется от трех-пяти сантиметров до 900-1100 метров. Эти области, содержащие большое количество твердой воды, распределены по северному полушарию неравномерно, и их размеры определены весьма приблизительно.
В ближайшее время NASA вместе со своими международными партнерами оценит перспективы миссии International Mars Ice Mapper. Этот зонд будет главным образом использоваться для обнаружения водяного льда. Однако согласование проекта может оказаться сложной задачей, поскольку не все ученые поддерживают идею пилотируемых полетов к Марсу. Многие не готовы расходовать ограниченные финансовые ресурсы на аппарат, предназначенный для подготовки к таким миссиям, вместо проведения других научных исследований.