Marsa ūdens avota atrašana - tāds, kas neaprobežojas tikai ar Marsa sasalušajiem polārajiem reģioniem - ir bijis nepārtraukts izaicinājums gan kosmosa aģentūrām, gan astronomiem. Starp NASA, SpaceX un visiem citiem sabiedriskiem un privātiem kosmosa uzņēmumiem, kas nākotnē cer veikt apkalpes locekļu misiju uz Marsu, pieejamais ledus avots nozīmētu iespēju ražot raķešu degvielu redzamības vietā un nodrošināt dzeramo ūdeni priekšpostenim.
Līdz šim mēģinājums atrast ekvatoriālu ūdens ledus avotu nav izdevies. Pēc apspriešanās ar seniem datiem no visilgāk notikušās misijas uz Marsu vēsturē - NASA Marsa odiseja kosmosa kuģis - Džona Hopkinsa universitātes Lietišķās fizikas laboratorijas (JHUAPL) pētnieku komanda paziņoja, ka, iespējams, viņi ir atraduši pierādījumus par ūdens ledus avotu Medusae Fossae reģionā Marsā.
Šis Marsa reģions, kas atrodas ekvatoriālajā reģionā, atrodas starp augstienes un zemienes robežu netālu no Tharsis un Elysium vulkāna apgabaliem. Šis apgabals ir pazīstams ar tā paša nosaukuma veidošanos, kas ir viegli noārdāma materiāla mīkstā atradne, kas sniedzas apmēram 5000 km (3109 jūdzes) gar Marsa ekvatoru. Līdz šim tika uzskatīts, ka ūdens ledus tur nevar pastāvēt.
Tomēr Džeka Vilsona - JHUAPL pēcdoktorantūras pētnieka - vadītā komanda nesen pārstrādāja datus no Marsa odiseja kosmosa kuģis, kas parādīja negaidītus signālus. Šie dati tika savākti laikā no 2002. līdz 2009. gadam ar misijas neitronu spektrometra instrumentu. Pēc zemākas izšķirtspējas kompozīcijas datu atkārtotas apstrādes, lai tos padarītu asāku, komanda atklāja, ka tajos ir negaidīti augsti ūdeņraža signāli.
Lai panāktu informācijas augstāku izšķirtspēju, Vilsons un viņa komanda izmantoja attēlu rekonstrukcijas metodes, kuras parasti izmanto, lai samazinātu izplūšanu un noņemtu troksni no medicīnas un kosmosa kuģu attēlveidošanas datiem. To darot, komanda spēja uzlabot datu telpisko izšķirtspēju no aptuveni 520 km (320 jūdzes) līdz 290 km (180 jūdzes). Parasti šāda veida uzlabojumus varēja panākt tikai tad, ja kosmosa kuģis atradās daudz tuvāk virsmai.
"Tas bija tā, it kā mēs būtu uz pusēm pārgriezuši kosmosa kuģa orbītas augstumu," sacīja Vilsons, "un tas mums deva daudz labāku priekšstatu par to, kas notiek uz virsmas." Un, lai gan neitronu spektrometrs tieši netika atklājis ūdeni, spektrometra atklātais lielais neitronu pārpalikums ļāva pētnieku komandai aprēķināt ūdeņraža daudzumu. Augstos platuma grādos uz Marsa tas tiek uzskatīts par indikatoru ūdens ledus zīmei.
Pirmo reizi Marsa odiseja kosmosa kuģos tika atklāts bagātīgs ūdeņradis 2002. gadā, kas, šķiet, nāca no pazemes atradnēm augstos platuma grādos ap Marsu. Šie atradumi tika apstiprināti 2008. gadā, kad NASA Fēnikss Landers apstiprināja, ka ūdeņradis ir ūdens ledus formā. Tomēr zinātnieki darbojas ar pieņēmumu, ka zemākajos platuma grādos temperatūra ir pārāk augsta, lai pastāvētu ūdens ledus.
Agrāk tika uzskatīts, ka ūdeņraža noteikšana ekvatoriālajā reģionā ir saistīta ar hidratētu minerālu (t.i., pagātnes ūdens) klātbūtni. Turklāt Marsa iepazīšanās orbīts (MRO) un ESA Mars Express orbiters ir veicis attiecīgā apgabala radaru skaņas skenēšanu, izmantojot attiecīgi seklu pazemes radaru (SHARAD) un Marsa uzlaboto radaru pazemes un jonosfēras skaņas (MARSIS) instrumentiem.
Šie skenējumi liek domāt, ka zem virsmas bija vai nu zema blīvuma vulkānu atradnes, vai ūdens ledus, lai gan rezultāti šķita atbilstošāki tam, ka par tiem nav ūdens ledus. Kā norādīja Vilsons, viņu rezultāti var būt saistīti ar vairākiem iespējamiem izskaidrojumiem, bet, šķiet, tie norāda, ka ūdens ledus varētu būt daļa no zemes virsmas aplauzuma:
“Ja atklātais ūdeņradis bija aprakts ledus virsmas augšējā metra attālumā. to būtu vairāk nekā ietilptu poru telpā augsnē… Varbūt parakstu varētu izskaidrot ar plašām hidrātu sāļu nogulsnēm, taču grūti izskaidrot arī to, kā šie hidratētie sāļi veidojušies. Tāpēc pagaidām paraksts paliek noslēpums, kas ir tālāku izpētes vērts, un Marss mūs turpina pārsteigt. ”
Ņemot vērā Marsa atmosfēru un temperatūras amplitūdu, kas raksturīga ap ekvatoru un kas vasaras pusdienlaikā sasniedz pat 308 K (35 ° C; 95 ° F), ir noslēpums, kā tur varētu saglabāt ūdens ledu. Vadošā teorija tomēr ir tāda, ka pagātnē no polārajiem reģioniem tika nogulsnēts ledus un putekļu maisījums. Tas varēja notikt atpakaļ, kad Marsa aksiālais slīpums bija lielāks nekā tas ir šodien.
Tomēr šie apstākļi nav bijuši uz Marsa simtiem tūkstošu vai pat miljonu gadu. Kā tāds jau ir pagājis jebkāds pazemes ledus, kas tur atradās. Pastāv arī iespēja, ka zemūdens ledu var pasargāt no sacietējušu putekļu slāņiem, taču arī ar to nepietiek, lai izskaidrotu, kā ūdens ledus varēja izdzīvot attiecīgajos laika periodos.
Visbeidzot, bagātīgā ūdeņraža klātbūtne Medusae Fossae reģionā ir tikai vēl viena noslēpums, kas prasīs turpmāku izpēti. Tas pats attiecas uz ūdens ledus atradnēm kopumā ap Marsa ekvatoriālo reģionu. Šādas nogulsnes nozīmē, ka nākamajām misijām būtu ūdens avots raķešu degvielas ražošanai.
Tas sadrumstalotu miljardiem dolāru no individuālās misijas izmaksām, jo kosmosa kuģiem nevajadzēs pārvadāt pietiekami daudz degvielas, lai ar tiem varētu atgriezties. Tādējādi varētu ražot starpplanētu kosmosa kuģus, kas būtu mazāki, vieglāki un ātrāki. Ekvatoriālā ūdens ledus klātbūtni varētu izmantot arī, lai nodrošinātu vienmērīgu ūdens piegādi nākotnes bāzei uz Marsa.
Apkalpes varētu pagriezt un iziet no šīs bāzes reizi divos gados - tādā veidā, kas ir līdzīgs tam, ko mēs šobrīd darām ar Starptautisko kosmosa staciju. Vai arī - uzdrošinies to teikt? - vietējo ūdens avotu varētu izmantot dzeramā, sanitārā un apūdeņotā ūdens piegādei iespējamiem kolonistiem! Neatkarīgi no tā, kā jūs to šķēlējat, pieejama Marsa ūdens avota atrašana ir būtiska kosmosa izpētes nākotnei, jo mēs to zinām!
