На Марсе нашли аномальные залежи водного льда

Российский нейтронный телескоп FREND на борту искусственного спутника Марса Trace Gas Orbiter позволил найти на четвертой планете ряд «месторождений» льда, ранее недоступных для обнаружения. Особенно странно то, что в этот раз удалось выявить большие количества водного льда в теплых районах планеты, где теоретически водному льду сохраняться сложнее. Как именно он там оказался — пока не ясно. Соответствующая работа опубликована в Journal of Geophysical Research: Planets.

FREND расшифровывается как Fine Resolution Epithermal Neutron Detector (эпитермальный нейтронный детектор высокого разрешения), его создали в Институте космических исследований РАН. Прибор фиксирует попадание нейтронов, исходящих от поверхности Марса. По их энергии можно различить нейтроны, «отскочившие» от атомов водорода в верхнем метре марсианского грунта, и за счет этого понять, есть ли там вода. Подобные приборы российского производства уже работают на поверхности Красной планеты (на «Кьюриосити»). Однако FREND отличается от них намного большим полем зрения. Его несет европейский спутник Trace Gas Orbiter с орбитой 400 километров, позволяющей изучать всю марсианскую поверхность.

Детекторы FREND защищены экраном из нейтронопоглощающих материалов. Это позволяет ему «видеть» нейтроны точно под прямым углом вниз от него, что значительно поднимает разрешение прибора в целом. За счет этого с его помощью составлена самая подробная карта наличия водорода в верхнем слое марсианского грунта. Чем больше витков вокруг Красной планеты — тем выше разрешение полученных карт. Хотя сейчас до конца работы прибора далеко, он уже получил беспрецедентно точные карты такого рода.

Как отмечают ученые из Института космических исследований, в таких картах содержится ряд неожиданных моментов. Дальше 60-го градуса широты в грунте северного и южного полушарий водного льда много — фактически там нечто вроде земной вечной мерзлоты, и это не было сюрпризом. Но и в низких широтах, до 50-го градуса широты, FREND удалось найти 23 района, где содержание водорода заставляет предположить наличие в грунте 5% воды и более.
Особенно интересны точки 10 (на карте), близ земли Аравия, и 17, в центре ее. Согласно новым данным, воды в грунте там 23-24%. Столь высокая концентрация однозначно указывает на наличие чистого водного льда (даже не вечной мерзлоты в обычном смысле этого слова) в верхнем метре. Получается, он прикрыт лишь тонким слоем песка, хотя обе точки лежат в весьма низких широтах. Остается неясным, почему лед там за все это время не подвергся возгонке в водяной пар.

Кроме того, более 20% воды по массе FREND обнаружил в каньоне Долины Маринер (точка 1 на карте). Причем этот регион составляет значительную часть всего каньона. В трех точках содержание воды особенно велико — похоже, там залегает чистый лед.

Долины Маринер рассматривают как одно из наиболее перспективных мест для обустройства исследовательской базы. По глубине они достигают 11 километров (это самые глубокие каньоны Солнечной системы), поэтому на их дне атмосферное давление выше, чем на планете в целом. Периодически над долинами образуются тонкие облака из водяного пара и даже утренний туман.

Наличие воды критически важно для создания любой исследовательской базы на Марсе. Высокие широты (выше 60 градуса), однако, для нее не слишком подходят. Там намного ниже средние температуры, зимой очень слабо можно использовать солнечные батареи, да и поиск марсианской бактериальной жизни имеет мало перспектив. Низкие широты во всех этих смыслах благоприятнее.

Однако до недавних пор считалось, что там будут проблемы с водой. Между тем наиболее реалистичные проекты полета на Марс — Starship — неизбежно требуют получения ракетного топлива для обратной дороги на месте — электролизным разложением воды на кислород и водород. Для этого нужно иметь гарантированные запасы водного льда близ самой поверхности. Выходит, новые данные FREND указывают на то, что подобные проекты все же можно реализовать в низких широтах, где у них самые лучшие перспективы.