Обнаружение может быть полезно как для исследования истории Марса, так и для его будущей колонизации.
Российский нейтронный телескоп FREND на аппарате Марс Trace Gas Orbiter обнаружил на Красной планете ряд месторождений льда, ранее остававшихся незамеченными. Удивительно, что в этот раз удалось выявить большие скопления водного льда в теплых регионах, где теоретически сохранение льда сложнее. Причины его появления пока неясны. Работа по теме опубликована… опубликована в Journal of Geophysical Research: Planets.
FREND — это Fine Resolution Epithermal Neutron Detector, эпитермальный нейтронный детектор высокого разрешения, созданный в Институте космических исследований РАН. Прибор фиксирует попадание нейтронов, исходящих от поверхности Марса. По их энергии можно различить нейтроны, «отскочившие» от атомов водорода в верхнем метре марсианского грунта, и понять, есть ли там вода. Подобные приборы российского производства уже работают на поверхности Красной планеты (на «Кьюриосити»). FREND отличается от них намного большим полем зрения. Его несут с орбитой 400 километров европейский спутник Trace Gas Orbiter, позволяющий изучать всю марсианскую поверхность.
Детекторы FREND защищены экраном из нейтронопоглощающих материалов. Это позволяет им «видеть» нейтроны точно под прямым углом вниз, что значительно повышает разрешение прибора в целом. Благодаря этому с его помощью создана самая подробная карта наличия водорода в верхнем слое марсианского грунта. Чем больше витков вокруг Красной планеты — тем выше разрешение полученных карт. Хотя сейчас до конца работы прибора далеко, он уже получил беспрецедентно точные карты такого рода.
Учёные из Института космических исследований отмечают неожиданные моменты на этих картах. За пределами 60-го градуса широты в грунте северного и южного полушарий много водного льда – подобно земной вечной мерзлоте, что не стало сюрпризом. Однако и в низких широтах, до 50-го градуса, FREND обнаружил 23 района с содержанием водорода, указывающим на наличие в грунте 5% и более воды.
Точки 10 и 17 (на карте), расположенные соответственно рядом с Аравией и в её центре, представляют особый интерес. Новые данные указывают на содержание воды в грунте там в размере 23-24%. Такая высокая концентрация свидетельствует о наличии чистого водного льда в верхнем метре земли, который не является вечной мерзлотой в привычном понимании этого термина. Похоже, лед прикрыт лишь тонким слоем песка, несмотря на то, что обе точки находятся в низких широтах. Остаётся загадкой, почему лед за все время не испарился в водяной пар.
Более 20% массы FREND обнаружили в каньоне Долины Маринер (точка 1 на карте). Этот район занимает большую часть всего каньона. В трех точках содержание воды особенно высокое – вероятно, там находится чистый лед.
Долины Маринер считаются одними из самых перспективных мест для постройки исследовательской базы. По глубине они достигают 11 километров, что делает их самыми глубокими ущельями Солнечной системы. Вследствие этого атмосферное давление на дне долин выше, чем на планете в целом. Порой над ними возникают тонкие облака из водяного пара и даже утренний туман.
Для исследовательской базы на Марсе вода необходима. Высокая latitude (выше 60 градусов), однако, не подходит из-за низких средних температур и трудности использования солнечных батарей зимой. Поиск марсианской бактериальной жизни там менее перспективен. Низкие широты в этом плане предпочтительнее.
Ранее считалось, что на Марсе будут проблемы с водой. Самые реалистичные проекты полета на Красную планету — Starship — требуют производства ракетного топлива для обратного пути на месте: электролиз воды на кислород и водород. Для этого нужны запасы водного льда близ поверхности. Новые данные FREND показывают, что подобные проекты все же возможны в низких широтах, где у них самые лучшие шансы.