NASA kartiert das Wasser auf dem Mars. Einige sind so einfach zu bekommen, dass Sie sie mit einer Schaufel ausgraben könnten

Die NASA hat eine Karte erstellt, die die Wasserverteilung auf dem Mars zeigt. Das Wasser ist unter der Oberfläche des Planeten gefroren und teilweise nur 30 cm tief. In dieser Tiefe benötigen Astronauten keine Maschine, um darauf zuzugreifen: nur eine Schaufel.

Der alte Mars war früher warm und über seine Oberfläche floss Wasser. Es gab Flüsse, Kraterseen und sogar Ozeane. Aber jetzt ist das meiste Wasser weg, und was übrig ist, ist gefroren. Einiges davon befindet sich an den Polen, aber vieles davon befindet sich unter der Oberfläche und ist schon seit langer Zeit dort.

Mit Plänen, zum Mars zu fliegen, ist es wichtig, wo sich die Ressourcen auf diesem Planeten befinden. Und Wasser ist eine Hauptressource. Seine Position wird bei zukünftigen Missionen zum Roten Planeten von entscheidender Bedeutung sein. Es wird eine Herausforderung sein, genug Wasser zum Mars zu transportieren, daher wird es entscheidend sein, es vor Ort zu finden. Das vergrabene Wassereis kann zum Trinken, vielleicht sogar zur Landwirtschaft und definitiv zur Herstellung von Raketentreibstoff verwendet werden. Wenn Menschen ihren ersten Außenposten oder ihre erste Forschungsstation auf dem Mars bauen, muss sie sich in der Nähe von Wasser befinden.

Diese regenbogenfarbene Karte zeigt das unterirdische Wassereis auf dem Mars. Kühle Farben stehen für weniger als 30 Zentimeter unter der Oberfläche; warme Farben sind über 60 Zentimeter tief. Ausgedehnte schwarze Zonen auf der Karte stellen Bereiche dar, in denen ein landendes Raumschiff in Feinstaub versinken würde. Der umrissene Kasten stellt die ideale Region dar, um Astronauten zu schicken, damit sie Wassereis ausgraben können. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/ASU

Die Wasserkarte des Mars wird in einem neuen Artikel vorgestellt, der in Geophysical Research Letters veröffentlicht wurde. Das Papier trägt den Titel „ Weit verbreitetes Flachwassereis auf dem Mars in hohen und mittleren Breiten .“ Der Hauptautor ist Sylvain Piqueux vom Jet Propulsion Laboratory der NASA.

Missionen zum Mars benötigen uns Ressourcen, die dort verfügbar sind. Das heißt Ressourcennutzung vor Ort (ISRU,) etwas, an dem die NASA sehr interessiert ist. Aber um die Ressourcen des Mars nutzen zu können, müssen wir wissen, was verfügbar ist, wo es ist, wie viel davon vorhanden ist und wie darauf zugegriffen werden kann. Glücklicherweise liefern umlaufende Satelliten einen Großteil dieser Informationen. Diese neue globale Wasserkarte des Mars nutzte Daten der NASA Mars-Aufklärungsorbiter (MRO) und Mars-Odyssee orbiter.

Der mit Anmerkungen versehene Bereich des Mars in dieser Abbildung enthält oberflächennahes Wassereis, das für Astronauten leicht zugänglich wäre, um es auszugraben. Das Wassereis wurde als Teil einer Karte mit Daten von NASA-Orbitern identifiziert. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech

„Man braucht keinen Bagger, um dieses Eis auszugraben. Sie könnten eine Schaufel gebrauchen“, sagte der Hauptautor Sylvain Piqueux vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, Kalifornien. 'Wir sammeln weiterhin Daten über vergrabenes Eis auf dem Mars und ermitteln die besten Landeplätze für Astronauten', sagte Piqueux in a Pressemitteilung .

Derzeit sieht es so aus, als ob ein großer Streifen auf der Nordhalbkugel des Mars nur etwa 30 cm (12 Zoll) unter der Oberfläche reichlich Wasser hat.

Diese Karte zeigt das Gebiet mit zugänglichem unterirdischem Wassereis, das in der Studie identifiziert wurde. Es befindet sich in Arcadia Planitia, nördlich von Olympus Mons. Bildquelle: NASA/JPL Caltech

Die NASA verlässt sich nicht nur auf Satellitendaten, um das Vorhandensein von unterirdischem Eis zu bestätigen. Im Jahr 2008 nahm der Phoenix-Lander Bilder von unterirdischem Eis auf. Zwei Bilder zeigen, wie ein Teil davon innerhalb von vier Tagen sublimiert wurde.

Diese Farbbilder wurden am 21. und 25. Tag der Mission, bzw. Sols 20 und 24 (15. und 19. Juni 2008), mit dem Surface Stereo Imager des Phoenix Mars Lander der NASA aufgenommen.
Diese Bilder zeigen die Sublimation von Eis im Graben, der informell „Dodo-Goldlöckchen“ genannt wird, über einen Zeitraum von vier Tagen. In der unteren linken Ecke des linken Bildes ist eine Gruppe von Klumpen sichtbar. Im rechten Bild sind die Klumpen ähnlich wie beim Verdampfen verschwunden.
Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University

Meteoreinschläge haben auch das Vorhandensein des unterirdischen Eises bestätigt. Im Jahr 2009 veröffentlichte die NASA MRO-Bilder einer 6 Meter breiten Einschlagstelle. Das erste Bild zeigt das Eis und das zweite Bild von drei Monaten zeigt, wie das meiste davon in die dünne Marsatmosphäre sublimiert ist.

Einschlagstelle auf dem Mars. Das zweite Bild zeigt deutlich, wie viel des freigelegten Eises in der dünnen Marsatmosphäre sublimiert ist. Bildquelle: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona

In dieser neuen Studie setzten die Autoren auf drei Instrumente: die Klimasonde über die MRO und die Wärmeemissions-Bildgebungssystem (THEMIS) Kamera und die Gammastrahlen-Spektrometer (GRS) auf der Mars-Odyssee. Der Climate Sounder und THEMIS sind beide wärmeempfindliche Instrumente und spielten eine Hauptrolle in der Studie. Das GRS kann Wasser erkennen und Elemente im Mars-Regolith identifizieren.

Die Wärmeerfassung funktioniert, weil Eis ein viel effektiverer Wärmeleiter ist als der umgebende Mars-Regolith. Das bedeutet, dass das vergrabene Eis einen messbaren Einfluss auf saisonale Temperaturmessungen hat. Und die Tiefe des Eises steuert die Amplitude des Effekts.

Eine Illustration eines ISRU-Systemkonzepts für die autonome robotische Ausgrabung und Verarbeitung von Marsboden, um Wasser für Explorationsmissionen zu gewinnen.
Credits: NASA

Neben den Heat-Sensing-Daten nutzten die Autoren Daten der GRS des Mars Reconnaissance Orbiter. Sie überprüften auch mit Radardaten, die unterirdische Eisablagerungen zeigen, und mit Bildern von Einschlagskratern, die freiliegendes Eis zeigen. Die Eisablagerungen sind auch „korreliert mit“ periglazial Features“, wie die Autoren in ihrer Arbeit sagen.

Jede bemannte Mission zum Mars muss zwei übergreifende Anforderungen berücksichtigen: wissenschaftliches Interesse und Praktikabilität.

Es gibt eine Vielzahl von Orten auf dem Mars, die wissenschaftlich interessant sind und einen Besuch wert sind. Bei einer Mission mit einer menschlichen Besatzung sind jedoch praktische Überlegungen wichtig. Wie die Pressemitteilung deutlich macht: „Die meisten Wissenschaftler haben sich auf die nördlichen und südlichen mittleren Breiten konzentriert, die mehr Sonnenlicht und wärmere Temperaturen haben als die Pole. Aber es gibt eine starke Präferenz für die Landung auf der nördlichen Hemisphäre, die im Allgemeinen niedriger liegt und mehr Atmosphäre bietet, um ein landendes Raumfahrzeug zu verlangsamen.“ Und jetzt wissen wir, dass ein großer Teil der nördlichen Hemisphäre reichlich Wassereis enthält, was das Argument für die Landung einer bemannten Mission dort verstärkt.

Kolonisten in Arcadia Planitia (oben links in der Karte) werden nicht nur Zugang zu reichlich zugänglichem unterirdischem Wassereis haben, sie könnten auch einen großartigen Blick auf den fast 22 km hohen Olympus Mons haben. Bildquelle: Von Jim Secosky modifiziertes NASA-Bild. Gemeinfreiheit.

Diese Studie zeigt, dass, wenn es um die nördliche Hemisphäre des Mars geht, die Arcadia Planitia Region ist ein wünschenswertes Ziel. Es gibt dort viel Wassereis, das weit verbreitet und unter nur etwa 30 cm Regolith zugänglich ist. In diesem Bereich fehlen auch die weicheren Regionen, die für Raumfahrzeuge gefährlich sind. Die Daten zeigen, dass jede Raumsonde, die versucht, in den weit verbreiteten weicheren Regionen zu landen, wahrscheinlich im Feinstaub stecken bleiben würde.

Diese Studie ist nur ein Schritt zum Verständnis des vergrabenen Wassereises. Piqueux plant eine umfassendere Studie über mehrere Jahreszeiten, um zu sehen, wie sich das Eis verhält. Seine Zugänglichkeit und Fülle können sich im Laufe der Zeit ändern.

„Je mehr wir nach oberflächennahem Eis suchen, desto mehr finden wir“, sagte die stellvertretende MRO-Projektwissenschaftlerin Leslie Tamppari vom JPL. „Die jahrelange Beobachtung des Mars mit mehreren Raumfahrzeugen bietet uns weiterhin neue Möglichkeiten, dieses Eis zu entdecken.“

Mehr:

• Pressemitteilung: NASA-Schatzkarte für Wassereis auf dem Mars
• Forschungsbericht: Weit verbreitetes Flachwassereis auf dem Mars in hohen und mittleren Breiten
• Universum heute: Unter dem Nordpol des Mars wurden neue Wassereisschichten gefunden