En esta ilustración, Los astronautas de la NASA perforan el subsuelo de Marte. La agencia está creando nuevos mapas que muestran dónde es más probable que el hielo sea fácilmente accesible para los futuros astronautas. Crédito:NASA
Entonces quieres construir una base en Marte. ¿Donde empezar? Como cualquier asentamiento humano, estaría mejor ubicado cerca de agua accesible. El agua no solo será crucial para los suministros de soporte vital, se utilizará para todo, desde la agricultura hasta la producción del propulsor de cohetes que los astronautas necesitarán para regresar a la Tierra.
Llevar toda esa agua a Marte sería costoso y arriesgado. Es por eso que la NASA ha contratado a científicos e ingenieros desde 2015 para identificar depósitos de hielo de agua marciana que podrían estar al alcance de los astronautas en la superficie del planeta. Pero, por supuesto, el agua tiene un gran valor científico, también:si la vida microbiana actual se puede encontrar en Marte, probablemente también estaría cerca de estas fuentes de agua.
Un nuevo estudio que aparece en Astronomía de la naturaleza incluye un mapa completo que detalla dónde es más y menos probable encontrar hielo de agua en el hemisferio norte del planeta. Combinando 20 años de datos de Mars Odyssey de la NASA, Orbitador de reconocimiento de Marte, y el ahora inactivo Mars Global Surveyor, el documento es el trabajo de un proyecto llamado Subsurface Water Ice Mapping, o NADAR. El esfuerzo SWIM está dirigido por el Instituto de Ciencias Planetarias en Tucson, Arizona, y gestionado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California.
"La próxima frontera de Marte es que los exploradores humanos se adentren por debajo de la superficie y busquen signos de vida microbiana, "dijo Richard Davis, quien lidera los esfuerzos de la NASA para encontrar recursos marcianos en preparación para enviar humanos al Planeta Rojo. "Nos damos cuenta de que necesitamos hacer nuevos mapas de hielo subterráneo para mejorar nuestro conocimiento de dónde está ese hielo, tanto para el descubrimiento científico como para tener recursos locales en los que los astronautas puedan confiar".
Dos vistas del hemisferio norte de Marte (proyección ortográfica centrada en el polo norte), ambos con un fondo gris de relieve sombreado. A la izquierda, el sombreado gris claro muestra la zona de estabilidad del hielo del norte, que se superpone con el sombreado púrpura de la región de estudio SWIM. A la derecha, el sombreado azul-gris-rojo muestra dónde el estudio SWIM encontró evidencia de la presencia (azul) o ausencia (rojo) de hielo enterrado. La intensidad de los colores refleja el grado de concordancia (o consistencia) exhibida por todos los conjuntos de datos utilizados por el proyecto.
En el futuro cercano, La NASA planea realizar un taller para expertos multidisciplinarios para evaluar los posibles sitios de aterrizaje de humanos en Marte en base a esta investigación y otros criterios de ciencia e ingeniería. Este proyecto de mapeo también podría informar las encuestas de futuros orbitadores que la NASA espera enviar al Planeta Rojo.
La NASA anunció recientemente que, junto con tres agencias espaciales internacionales, la firma de una declaración de intenciones para explorar un posible concepto de misión International Mars Ice Mapper. La declaración reúne a las agencias para establecer un equipo conceptual conjunto para evaluar el potencial de la misión, así como las oportunidades de asociación entre la NASA. la Agenzia Spaziale Italiana (la Agencia Espacial Italiana), la Agencia Espacial Canadiense, y la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón.
Localización, localización, localización
Pregunte a los científicos e ingenieros de Marte dónde está el hielo subterráneo más accesible, y la mayoría apuntará al área debajo de la región polar de Marte en el hemisferio norte. En la tierra, esta región es donde se encuentran Canadá y Europa; en Marte, incluye las llanuras de Arcadia Planitia y los valles llenos de glaciares en Deuteronilus Mensae.
El Phoenix Mars Lander de la NASA muestra la trinchera, llamado 'Dodo-Ricitos de Oro, 'sin trozos de hielo vistos anteriormente. El hielo se había sublimado un proceso similar a la evaporación, en el transcurso de cuatro días. Crédito:NASA / JPL-Caltech / Universidad de Arizona / Universidad Texas A&M
Estas regiones representan un punto medio literal entre dónde encontrar la mayor cantidad de hielo de agua (los polos) y dónde encontrar la mayor cantidad de luz solar y calor (el ecuador). Las latitudes medias del norte también ofrecen elevaciones favorables para el aterrizaje. Cuanto menor sea la elevación, cuanta más oportunidad tiene una nave espacial de reducir la velocidad utilizando la fricción de la atmósfera marciana durante su descenso a la superficie. Eso es especialmente importante para los módulos de aterrizaje pesados de clase humana, dado que la atmósfera de Marte es solo un 1% más densa que la de la Tierra y, por lo tanto, proporciona menos resistencia para las naves espaciales entrantes.
"Por último, La NASA encargó al proyecto SWIM averiguar qué tan cerca del ecuador puede ir para encontrar hielo subterráneo, "dijo Sydney Do, el líder del Proyecto Mars Water Mapping en JPL. "Imagina que hemos dibujado una línea ondulada a través de Marte que representa ese límite de hielo. Estos datos nos permiten trazar esa línea con un lápiz más fino en lugar de un marcador grueso y enfocar las partes de esa línea que están más cerca del ecuador".
Pero saber si una superficie esconde hielo no es fácil. Ninguno de los conjuntos de datos de instrumentos utilizados en el estudio fue diseñado para medir el hielo directamente, dijo Gareth Morgan del Instituto de Ciencias Planetarias, el codirector del proyecto SWIM y el autor principal del artículo. En lugar de, cada instrumento orbitador detecta diferentes propiedades físicas:altas concentraciones de hidrógeno, alta velocidad de onda de radar, y la velocidad a la que cambia la temperatura en una superficie, eso puede sugerir la presencia de hielo.
"A pesar de tener 20 años de datos y una fantástica variedad de instrumentos, es difícil combinar estos conjuntos de datos, porque todos son tan diferentes, ", Dijo Morgan." Es por eso que evaluamos la consistencia de una señal de hielo, mostrando áreas donde múltiples conjuntos de datos indican que hay hielo. Si los cinco conjuntos de datos apuntan al hielo, bingo ".
Si, decir, solo dos de ellos lo hicieron, el equipo intentaría averiguar qué tan consistentes eran las señales y qué otros materiales podrían estar creando. Si bien los diferentes conjuntos de datos no siempre encajaron a la perfección, a menudo se complementaban entre sí. Por ejemplo, los radares actuales miran profundamente bajo tierra pero no ven la parte superior de 30 a 50 pies (10 a 15 metros) debajo de la superficie; un espectrómetro de neutrones a bordo de un orbitador midió el hidrógeno en la capa superior del suelo, pero no debajo. Fotos de alta resolución revelaron hielo arrojado a la superficie después de los recientes impactos de meteoritos, proporcionar evidencia directa para complementar el radar y otros indicadores de teledetección del hielo de agua.
La imagen es un extracto de una observación del Mars Reconnaissance Orbiter de la NASA que muestra el impacto de un meteorito que excavó este cráter en Marte y expuso el hielo brillante que había estado oculto justo debajo de la superficie en este lugar. Crédito:NASA / JPL-Caltech / Univ. de arizona
Próximos pasos
Mientras los expertos en Marte estudian detenidamente estos nuevos mapas de hielo subterráneo, La NASA ya está pensando en cuáles serían los próximos pasos. Para uno, Los puntos ciegos en los datos actualmente disponibles se pueden resolver enviando una nueva misión de radar a Marte que podría ubicar las áreas de mayor interés para los planificadores de misiones humanas:hielo de agua en las capas superiores del subsuelo.
Una futura misión centrada en el radar que apunte a la superficie cercana también podría decirles a los científicos más sobre la mezcla de materiales que se encuentran en la capa de roca. polvo, y otro material que se encuentra encima del hielo. Los diferentes materiales requerirán herramientas y enfoques especializados para excavar, perforación, y acceder a los depósitos de hielo de agua, particularmente en el ambiente marciano extremo.
Los esfuerzos de mapeo en la década de 2020 podrían ayudar a hacer posibles las misiones humanas a Marte ya en la década de 2030. Pero antes de eso, Habrá un fuerte debate sobre la ubicación del primer puesto avanzado de la humanidad en Marte:un lugar donde los astronautas tendrán los recursos locales de hielo de agua necesarios para sustentarlos y, al mismo tiempo, podrán hacer descubrimientos de gran valor sobre la evolución de los planetas rocosos. habitabilidad, y el potencial de vida en mundos más allá de la Tierra.
