Ученые составят карту доступной воды на Марсе

NASA согласовало с учеными программу картирования залегающего неглубоко под поверхностью водяного льда на северном полушарии Марса. Проект получил название SWIM (Subsurface Water Ice Mapping — картирование подповерхностного водяного льда). Для его выполнения будут использоваться различные данные нескольких космических аппаратов, изучающих планету с орбиты. Об инициативе пишет пресс-служба Планетологического института США.

Атмосферное давление на поверхности Марса составляет примерно 1/170 от земного, из-за чего долговременное существование жидкой воды на нем невозможно — она должна либо испариться, либо замерзнуть. В графическом виде это свойство воды представляется на фазовой диаграмме: на ней показаны равновесные состояния фаз воды, и при таком низком давлении жидкой фазы нет ни при какой температуре. Тем не менее, многие данные указывают на наличие значительных залежей льда на относительно небольшой глубине под поверхностью Марса.

Предполагаемые колонисты на Марсе должны будут использовать максимальное доступное количество местных ресурсов, и вода может стать одним из самых важных. Однако для этого необходимо составить карты доступности потенциальных источников. Эту задачу по заказу NASA решают Натаниэл Путзиг (Nathaniel Putzig) и Гарет Морган (Gareth Morgan) из Планетологического института США. Они работают над проектом SWIM, который продолжает пилотный проект по картированию льда на Равнине Аркадия.

«Водяной лед будет исключительно важным ресурсом для людей-исследователей на Марсе, причем не только для поддержания жизни, но и для получения топлива для питания оборудования и заправки ракет, которые доставят их на Землю, — говорит Путзиг. — Карты свойств и доступности потенциальных источников воды помогут определить места, где людям стоит создавать первые станции на Марсе».

Задачей проекта SWIM является использование имеющихся спутниковых данных для получения карт залежей воды в средних широтах северного полушария Марса. Комбинация всей информации, то есть радарных, термальных, высотомерных данных, а также фотографий и измерений нейтронных спектрометров, позволит получить вероятность нахождения льда и разделить его на поверхностные слои не глубже 5 метров и более глубокие.

Ученые отмечают, что доступные данные не позволят обнаружить всю воду, так как они ограничены по пространственному разрешению и определению глубины. Собираемая приборами информация позволяет исследовать четыре слоя: непосредственно поверхность (несколько микрон) посредством изображений и измерений высоты, вплоть до глубины в один метр термическими и нейтронными спектрометрами, до глубин в пять метров при помощи отражений радиоволн радаров и между 20 и 100 метрами по отражению радиоволн от подповерхностных слоев. Указания на наличие льда могут быть найдены на любой из этих глубин, однако помимо временно выброшенного в результате падения тел из космоса льда, в изучаемой области широт от 0 до 60 градусов на поверхности не ожидается его присутствия.

Интерпретация наблюдательных данных и получение результирующей вероятности является сложной и неоднозначной задачей. Для увеличения уверенности в полученных оценках авторы придумали уравнение SWIM, на создание которого их вдохновило уравнение Дрейка о количестве цивилизаций в галактике. В уравнение SWIM входят вероятности наличия воды в данном месте согласно различным методам измерения. Эти вероятности принимают значение от -1 до +1, то есть от несовместимости с наличием воды до согласования с ним.

C_I = ( C_N + C_T + C_G + C_RS + C_RD ) / 5

Помимо Равнины Аркадия, в рамках SWIM будет также изучено еще три крупных региона в северном полушарии. Результаты будут сведены в единую карту, создание которой будет завершено в апреле 2019 года.

В прошлом году ученые нашли свидетельства существования большого количества жидкой водны в виде озера, но на глубине около 1,5 километров под полярной шапкой. Исследования показывают, что его существование должно обеспечиваться дополнительным источником тепла, например, вулканической активностью.

Тимур Кешелава