NASA heeft een kaart gemaakt die laat zien hoe water wordt verspreid op Mars. Het water is bevroren onder het oppervlak van de planeet en een deel ervan is slechts 30 cm (12 inch) diep. Op die diepte hebben astronauten geen machine nodig om er toegang toe te hebben: alleen een schep.
Het oude Mars was vroeger warm en er stroomde water over het oppervlak. Er waren rivieren, kratermeren en zelfs oceanen. Maar nu is het meeste van dat water weg, en wat overblijft is bevroren. Een deel ervan ligt aan de polen, maar een groot deel ervan zit onder de oppervlakte en is er al heel lang.
Met plannen om naar Mars te gaan in de maak, maakt het uit waar de middelen op die planeet zijn. En water is een belangrijke hulpbron. De locatie zal bepalend zijn voor toekomstige missies naar de rode planeet. Het zal een uitdaging zijn om voldoende water naar Mars te vervoeren, dus het is essentieel om het ter plaatse te vinden. Het begraven waterijs kan worden gebruikt om te drinken, misschien zelfs voor landbouw, en zeker om raketbrandstof te maken. Wanneer mensen hun eerste buitenpost of onderzoeksstation op Mars bouwen, moet deze zich in de buurt van water bevinden.
De Mars-waterkaart wordt gepresenteerd in een nieuw artikel dat is gepubliceerd in Geophysical Research Letters. Het artikel is getiteld "Widespread Shallow Water Ice on Mars at High and Mid Latitudes." De hoofdauteur is Sylvain Piqueux van NASA's Jet Propulsion Laboratory.
Missies naar Mars hebben middelen nodig die daar beschikbaar zijn. Dat heet in-situ gebruik van hulpbronnen (ISRU), iets waar NASA zeer in geïnteresseerd is. Maar om gebruik te maken van middelen op Mars, moeten we weten wat er beschikbaar is, waar het is, hoeveel er is en hoe het toegankelijk is. . Gelukkig leveren satellieten in een baan veel van die informatie. Deze nieuwe wereldwijde Mars-waterkaart maakte gebruik van gegevens van NASA's Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) en Mars Odyssey-orbiter.
"Je hebt geen graafmachine nodig om dit ijs op te graven. Je zou een schop kunnen gebruiken ', zegt hoofdauteur Sylvain Piqueux van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië. "We blijven gegevens verzamelen over begraven ijs op Mars, waarbij we ons richten op de beste plaatsen voor astronauten om te landen", zei Piqueux in een persbericht.
Momenteel lijkt het erop dat een grote strook op het noordelijk halfrond van Mars overvloedig water heeft, slechts ongeveer 30 cm (12 inch) onder het oppervlak.
NASA vertrouwt niet alleen op satellietgegevens om de aanwezigheid van ondergronds ijs te bevestigen. In 2008 maakte de Phoenix-lander beelden van ondergronds ijs. Twee afbeeldingen laten zien hoe een deel ervan in vier dagen is gesublimeerd.
Meteoorinslagen hebben ook de aanwezigheid van het ondergrondse ijs bevestigd. In 2009 heeft NASA MRO-beelden vrijgegeven van een 6 meter (20 ft) brede impactlocatie. De eerste afbeelding toont het ijs en de tweede afbeelding van drie maanden later laat zien hoe het meeste is gesublimeerd in de dunne atmosfeer van Mars.
In deze nieuwe studie vertrouwden de auteurs op drie instrumenten: de Climate Sounder op de MRO en de Thermal Emission Imaging System (THEMIS) camera en de Gamma Ray Spectrometer (GRS) op Mars Odyssey. De Climate Sounder en THEMIS zijn beide warmtegevoelige instrumenten en speelden een primaire rol in het onderzoek. De GRS kan water detecteren en elementen in de regioliet van Mars identificeren.
De warmtedetectie werkt omdat ijs een veel effectievere warmtegeleider is dan de omringende Martiaanse regoliet. Dat betekent dat het begraven ijs een meetbaar effect heeft op seizoensgebonden temperatuurmetingen. En de diepte van het ijs bepaalt de amplitude van het effect.
Naast de warmtegevoelige gegevens gebruikten de auteurs gegevens van de GRS op de Mars Reconnaissance Orbiter. Ze hebben ook kruislings gecontroleerd met radargegevens die ondergrondse ijsafzettingen laten zien, en met afbeeldingen van inslagkraters die blootliggend ijs tonen. De ijsafzettingen zijn ook "gecorreleerd met periglaciale kenmerken", zoals de auteurs in hun paper zeggen.
Elke bemande missie naar Mars moet rekening houden met twee overkoepelende vereisten: wetenschappelijke interesse en bruikbaarheid.
Er zijn een groot aantal locaties op Mars die wetenschappelijk interessant zijn en het verdienen om bezocht te worden. Maar een missie met een menselijke bemanning betekent dat praktische overwegingen belangrijk zijn. Zoals het persbericht duidelijk maakt: 'De meeste wetenschappers hebben hun intrek genomen op de noordelijke en zuidelijke middelste breedtegraden, die meer zonlicht en warmere temperaturen hebben dan de polen. Maar er is een grote voorkeur voor het landen op het noordelijk halfrond, dat over het algemeen lager is en meer sfeer biedt om een landend ruimtevaartuig te vertragen. " En nu weten we dat een groot deel van het noordelijk halfrond overvloedig waterijs bevat, wat het argument voor het landen van een bemande missie daar versterkt.
Deze studie laat zien dat als het gaat om het noordelijk halfrond van Mars, de regio Arcadia Planitia een gewenst doelwit is. Er is daar veel waterijs, wijdverspreid en toegankelijk onder slechts ongeveer 30 cm regolith. Dat gebied mist ook de zachtere gebieden die gevaarlijk zijn voor ruimtevaartuigen. De gegevens tonen aan dat elk ruimtevaartuig dat probeert te landen in de wijdverbreide, zachtere gebieden, waarschijnlijk vast komt te zitten in het fijne stof.
Deze studie is slechts een stap om het begraven waterijs te begrijpen. Piqueux plant een meer uitgebreide studie over meerdere seizoenen om te zien hoe het ijs zich gedraagt. De toegankelijkheid en overvloed kunnen in de loop van de tijd veranderen.
"Hoe meer we zoeken naar ijs aan de oppervlakte, hoe meer we vinden", zegt MRO-adjunct-projectwetenschapper Leslie Tamppari van JPL. "Mars in de loop van de jaren met meerdere ruimtevaartuigen observeren, blijft ons nieuwe manieren bieden om dit ijs te ontdekken."
Meer:
- Persbericht: NASA's schatkaart voor waterijs op Mars
- Research Paper: Widespread Shallow Water Ice op Mars op hoge en midden breedtegraden
- Space Magazine: Er zijn nieuwe lagen waterijs gevonden onder de noordpool van Mars
