25 januari 2020

NASA’s schatkaart voor waterijs op Mars

Waar moeten de eerste astronauten op Mars landen? Een lastige kwestie, maar waterijs, en het liefst zo dicht mogelijk aan het oppervlak is een belangrijke factor bij de selectie van een potentiële landingsplek voor een toekomstige bemande missie. Een NASA team onder leiding van Sylvain Piqueux heeft een nieuwe kaart samengesteld van waterijs op Mars.  Een deel van het waterijs blijkt zeer dicht aan het oppervlak te liggen, namelijk slechts zo een 2,5 centimeter. De auteurs van het wetenschappelijk artikel* gebruikten data van twee van NASA’s Mars orbiters, de Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) en de Mars Odyssey Orbiter, om waterijs te vinden dat zo eenvoudig mogelijk te bereiken is voor toekomstige Mars astronauten. Met beperkte ruimte aan boord van een Mars schip moeten alle bemande Mars missies zo snel mogelijk toegang zien te krijgen tot dit waterijs voor drinkwater, water voor (raket)brandstof en water voor eventueel te verbouwen gewassen. NASA noemt dit concept van het ‘oogsten’ van water ter plekke, ‘in situ resource-utilization’**.

Kaart toont zones waterijs op Mars. Koele kleuren zijn dichter bij het oppervlak dan warme kleuren. Zwarte zones wijzen op gebieden waar ruimtesondes zouden kunnen zinken in fijn stof. Het kader vertegenwoordigt de ideale regio voor Mars astronauten om waterijs op te graven. credits; NASA / JPL / Caltech / ASU

Mars Climate Sounder en Thermal Emission Imaging System
Vloeibaar water aan het Mars oppervlak is er niet. In de ijle lucht van Mars verdampt het van een vaste stof naar een gas zodra het wordt blootgesteld aan de atmosfeer. Waterijs van Mars is ondergronds opgesloten rond de middelste breedtegraden van de planeet. Deze regio’s in de buurt van de polen zijn reeds bestudeerd door NASA’s Phoenix-lander, die wat ijs heeft op geschraapt, en MRO, die veel beelden uit de ruimte heeft genomen van meteoorinslagen die dit ijs hebben bloot gelegd. Om ijs te vinden dat astronauten gemakkelijk zouden kunnen opgraven, vertrouwden de auteurs van de studie op twee warmtegevoelige instrumenten: MRO’s Mars Climate Sounder (gebouwd door het JPL) en de Thermal Emission Imaging System (THEMIS) camera, gebouwd en beheerd door de Arizona State University,  op de Mars Odyssey.

Satellieten zoals de MRO, die in een baan om Mars draaien, zijn essentieel om wetenschappers te helpen bij het bepalen van de beste plaatsen voor het bouwen van het eerste onderzoeksstation op Mars. Hoofdauteur van het artikel, Sylvain Piqueux van NASA’s Jet Propulsion laboratory te Pasadena, Californië, zei hierover: “Je zou geen graafmachine nodig hebben om dit ondiepe waterijs op te graven. Je zou een schop kunnen gebruiken.” Waterijs dat begraven ligt verandert de temperatuur van het Marsoppervlak. De onderzoekers combineerden de data van temperaturen die wezen op waterijs met andere gegevens van ijsreservoirs die door radar gedetecteerd zijn of waargenomen werden na meteorietinslagen. Gegevens van de Gamma Ray spectrometer, van de Mars Odyssey Orbiter, die specifiek gebouwd is voor het in kaart brengen van waterijsafzettingen, waren ook van groot nut. Al deze gegevens suggereren een schat aan waterijs over de gehele Mars-polen en de middelste breedtegraden. Maar de kaart toont bovendien bijzonder ondiepe afzettingen die toekomstige missieplanners verder willen bestuderen.

Arcadia Planitia
Wetenschappers zijn er het inmiddels over eens dat, bij selectie voor een landingsplaats, de voorkeur uit zou gaan naar een plek op de noordelijke of zuidelijke middelste breedtegraden. Deze krijgen meer zonlicht en hebben warmere temperaturen dan de polen. Er is echter een zware voorkeur voor landing op het noordelijke halfrond, dat over het algemeen minder hoog is en meer atmosfeer bevat om een landingsvaartuig te vertragen bij afdaling naar het oppervlak. Momenteel is het gebied genaamd Arcadia Planitia het meest aantrekkelijke doelwit voor landing op het noordelijk halfrond. De kaart toont veel blauw en paars in dit gebied, wat staat voor waterijs minder dan 30 cm onder het oppervlak; warme kleuren zijn meer dan 60 cm diep. Uitgestrekte zwarte zones op de kaart vertegenwoordigen gebieden waar een landingsvaartuig in fijn stof zou kunnen zinken.

Piqueux is bezig met een groot project om begraven ijs in verschillende seizoenen te blijven bestuderen en te kijken hoe de overvloed van dit ijs in de loop van de tijd verandert. Piqueux: “We blijven gegevens verzamelen over ondergronds ijswater op Mars, en zoeken naar de beste landingsplekken voor Mars astronauten.” MRO Adjunct-projectwetenschapper Leslie Tamppari van JPL zei hierover: “Het observeren van Mars met meerdere ruimtesondes voor langere tijd blijft ons nieuwe methodes bieden om dit ijs te ontdekken.” NASA’s JPL beheert de MRO- en Mars Odyssey-missies voor het Science Mission Directorate van NASA in Washington. Bronnen: Space Daily / NASA

*Widespread Shallow Water Ice on Mars at High and Mid Latitudes, Sylvain Piqueux, Jennifer Buz e.a., Geophysical Research Letters, 10 dec. 2019, https://doi.org/10.1029/2019GL083947

**In-situ resource utilization: in situ gebruik van hulpbronnen is het verzamelen, verwerken, opslaan en gebruiken van materialen gevonden of vervaardigd op andere astronomische objecten, maan of Mars enz. dan de aarde.  Die materialen vervangen dan de van aarde meegebrachte materialen.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.