Nesta ilustração, Astronautas da NASA perfuram a subsuperfície de Marte. A agência está criando novos mapas que mostram onde o gelo tem maior probabilidade de ser facilmente acessível para futuros astronautas. Crédito:NASA
Então você quer construir uma base em Marte. Onde começar? Como qualquer assentamento humano, seria melhor localizado perto de água acessível. Não só a água será crucial para suprimentos de suporte de vida, ele será usado para tudo, desde a agricultura até a produção do propelente de foguete que os astronautas precisarão para retornar à Terra.
Transferir toda aquela água para Marte seria caro e arriscado. É por isso que a NASA contratou cientistas e engenheiros desde 2015 para identificar depósitos de gelo de água marciano que poderiam estar ao alcance de astronautas na superfície do planeta. Mas, claro, a água tem um grande valor científico, também:Se a vida microbiana atual pode ser encontrada em Marte, provavelmente também estaria próximo a essas fontes de água.
Um novo estudo aparecendo em Astronomia da Natureza inclui um mapa abrangente que detalha onde o gelo de água é mais e menos provável de ser encontrado no hemisfério norte do planeta. Combinando 20 anos de dados da Mars Odyssey da NASA, Mars Reconnaissance Orbiter, e o agora inativo Mars Global Surveyor, o artigo é o trabalho de um projeto chamado Subsurface Water Ice Mapping, ou SWIM. O esforço SWIM é liderado pelo Planetary Science Institute em Tucson, Arizona, e gerenciado pelo Laboratório de Propulsão a Jato da NASA no sul da Califórnia.
"A próxima fronteira de Marte é para os exploradores humanos chegarem abaixo da superfície e procurar por sinais de vida microbiana, "disse Richard Davis, que lidera os esforços da NASA para encontrar recursos marcianos na preparação para enviar humanos ao Planeta Vermelho. "Percebemos que precisamos fazer novos mapas de gelo subterrâneo para melhorar nosso conhecimento de onde esse gelo está, tanto para descobertas científicas quanto para ter recursos locais nos quais os astronautas possam confiar."
Duas vistas do hemisfério norte de Marte (projeção ortográfica centrada no pólo norte), ambos com um fundo cinza em relevo sombreado. À esquerda, o sombreado cinza claro mostra a zona norte de estabilidade de gelo, que se sobrepõe ao sombreado roxo da região de estudo SWIM. À direita, o sombreado azul-cinza-vermelho mostra onde o estudo SWIM encontrou evidências da presença (azul) ou ausência (vermelho) de gelo enterrado. A intensidade das cores reflete o grau de concordância (ou consistência) exibida por todos os conjuntos de dados usados pelo projeto.
No futuro próximo, A NASA planeja realizar um workshop para especialistas multidisciplinares para avaliar possíveis locais de pouso humano em Marte com base nesta pesquisa e em outros critérios científicos e de engenharia. Este projeto de mapeamento também pode informar pesquisas por orbitadores futuros que a NASA espera enviar ao Planeta Vermelho.
A NASA anunciou recentemente que, junto com três agências espaciais internacionais, a assinatura de uma declaração de intenções para explorar um possível conceito de missão International Mars Ice Mapper. A declaração reúne as agências para estabelecer uma equipe de conceito conjunta para avaliar o potencial da missão, bem como as oportunidades de parceria entre a NASA, a Agenzia Spaziale Italiana (a Agência Espacial Italiana), a Agência Espacial Canadense, e a Agência Japonesa de Exploração Aeroespacial.
Localização, localização, localização
Pergunte aos cientistas e engenheiros de Marte onde fica o gelo subterrâneo mais acessível, e a maioria apontará para a área abaixo da região polar de Marte no hemisfério norte. Na terra, esta região é onde você encontra Canadá e Europa; em Marte, inclui as planícies de Arcádia Planitia e vales cheios de geleiras em Deuteronilus Mensae.
O Phoenix Mars Lander da NASA mostra a trincheira, chamado 'Dodo-Cachinhos Dourados, 'sem pedaços de gelo vistos anteriormente. O gelo havia sublimado, um processo semelhante à evaporação, ao longo de quatro dias. Crédito:NASA / JPL-Caltech / Universidade do Arizona / Texas A&M University
Essas regiões representam um meio termo literal entre onde encontrar mais gelo de água (os pólos) e onde encontrar mais luz solar e calor (o equador). As latitudes médias do norte também oferecem elevações favoráveis para o pouso. Quanto menor a elevação, mais oportunidades uma espaçonave tem de desacelerar usando o atrito da atmosfera marciana durante sua descida à superfície. Isso é especialmente importante para sondas pesadas de classe humana, já que a atmosfera de Marte é apenas 1% tão densa quanto a da Terra e, portanto, oferece menos resistência para espaçonaves que se aproximam.
"Em última análise, A NASA encarregou o projeto SWIM de descobrir o quão perto do equador você pode ir para encontrar gelo subterrâneo, "disse Sydney Do, o líder do Mars Water Mapping Project no JPL. "Imagine que desenhamos uma linha ondulada em Marte representando a fronteira do gelo. Esses dados nos permitem traçar essa linha com uma caneta mais fina em vez de um marcador grosso e focar nas partes dessa linha que estão mais próximas do equador."
Mas saber se uma superfície está escondendo gelo não é fácil. Nenhum dos conjuntos de dados do instrumento usado no estudo foi projetado para medir o gelo diretamente, disse Gareth Morgan do Instituto de Ciências Planetárias, o co-líder do projeto SWIM e o autor principal do artigo. Em vez de, cada instrumento orbital detecta diferentes propriedades físicas - altas concentrações de hidrogênio, alta velocidade de ondas de radar, e a taxa na qual a temperatura muda em uma superfície - isso pode sugerir a presença de gelo.
“Apesar de ter 20 anos de dados e uma gama fantástica de instrumentos, é difícil combinar esses conjuntos de dados, porque são todos tão diferentes, "Morgan disse." É por isso que avaliamos a consistência de um sinal de gelo, mostrando áreas onde vários conjuntos de dados indicam a presença de gelo. Se todos os cinco conjuntos de dados apontam para gelo - bingo. "
Se, dizer, apenas dois deles fizeram, a equipe tentaria descobrir a consistência dos sinais e quais outros materiais poderiam estar criando-os. Embora os diferentes conjuntos de dados nem sempre se encaixem perfeitamente, eles frequentemente se complementavam. Por exemplo, os radares atuais espiam profundamente no subsolo, mas não veem os 30 a 50 pés (10 a 15 metros) superiores abaixo da superfície; um espectrômetro de nêutrons a bordo de um orbitador mediu o hidrogênio na camada superior do solo, mas não abaixo. Fotos de alta resolução revelaram gelo lançado na superfície após impactos recentes de meteoritos, fornecendo evidências diretas para complementar o radar e outros indicadores de sensoriamento remoto de gelo de água.
A imagem é um trecho de uma observação do Mars Reconnaissance Orbiter da NASA, mostrando o impacto de um meteorito que escavou esta cratera em Marte, expondo gelo brilhante que estava escondido logo abaixo da superfície neste local. Crédito:NASA / JPL-Caltech / Univ. do Arizona
Próximos passos
Enquanto os especialistas em Marte se debruçam sobre esses novos mapas de gelo subterrâneo, A NASA já está pensando quais seriam os próximos passos. Para um, pontos cegos nos dados atualmente disponíveis podem ser resolvidos enviando uma nova missão de radar a Marte que poderia se concentrar nas áreas de maior interesse para os planejadores de missões humanas:gelo de água nas camadas superiores da subsuperfície.
Uma futura missão focada em radar visando a superfície próxima também poderia dizer aos cientistas mais sobre a mistura de materiais encontrados na camada de rocha, pó, e outro material encontrado em cima do gelo. Diferentes materiais exigirão ferramentas e abordagens especializadas para escavação, perfuração, e acessar depósitos de gelo de água, particularmente no ambiente extremo de Marte.
Os esforços de mapeamento em 2020 podem ajudar a tornar possíveis as missões humanas a Marte já em 2030. Mas antes disso, haverá um grande debate sobre a localização do primeiro posto avançado da humanidade em Marte:um lugar onde os astronautas terão os recursos locais de gelo de água necessários para sustentá-los, ao mesmo tempo em que serão capazes de fazer descobertas de alto valor sobre a evolução dos planetas rochosos, habitabilidade, e o potencial de vida em mundos além da Terra.
