На марсе обнаружена текущая жидкая вода

Испытания впереди

Конечно, предстоит еще много работать, прежде чем астронавты смогут выращивать красные наливные яблоки на красной планете. НАСА и их коммерческие партнеры продолжают разрабатывать ракеты следующего поколения, которые будут выполнять грузоподъемные операции в будущих миссиях. Ведется масса других проектов по созданию модулей пространственной среды обитания, которые будут переносить людей на Марс.
По-прежнему, остается множество открытых вопросов. Например, существует проблема облучения. Исследователи, финансируемые Европейским космическим агентством (ESA), недавно анонсировали устройство имитирующее космическое излучение. Оно позволит лучше изучить его угрозы, разработать решения смягчающие его воздействие на людей и оборудование. Вместе с этим аэрокосмическая медицина готовит нормативы позволяющие людям оставаться здоровыми и в хорошей форме при дальних космических полетах.
И конечно же нельзя забывать о житейской драме быта вдали от дома. Хватит ли человеку психологической устойчивости, чтобы выжить в таком многолетнем путешествии? Исследование, наблюдающее за людьми живущими в Антарктиде, уже изучает этот вопрос.
В этом году отмечается 60-летие начала Космической эры, когда Россия впервые запустила Sputnik на орбиту земли. Покорение Марса, менее чем через столетие с того исторического момента, открывает новые горизонты для человечества которые начинаются с сегодняшних технологических инноваций.

Оригинал статьи SingularityHub, перевод Cosmos.Agency, изображение

Запуск марсохода 2020

Почему запуск прошел именно сейчас? NASA должна была отправить эту миссию не позднее 15 августа, поскольку после этого Марс и Земля больше не будут находиться в идеальной точке расположения для космического путешествия. Весь проект пришлось бы отложить аж на два года, до следующего сближения двух планет друг с другом. По этой причине не так давно на Марс отправили свой первый орбитальный аппарат ОАЭ.

Ожидается, что марсоход с вертолетом приземлятся в кратере Марса Езеро 18 февраля 2021 года. Именно там, по мнению ученых, содержатся различные виды глины и карбонаты, и раньше были реки и озера. То есть марсоход сразу же приступит к изучению одного из самых интересных мест на Марс, где могла быть жизнь.

Кратер Езеро можно увидеть на этом снимке. Место посадки марсохода «Настойчивость» (обведено кружком) находится рядом с древней дельтой реки, которую можно заметить в верхнем левом углу от кратера.

Зачем NASA отправила вертолет на Марс?

Помимо марсохода, в миссии участвует также вертолет Ingenuity («Изобретательность»). При длине чуть больше 0,6 метра и весе менее 1,8 кг, «Изобретательность», честно говоря, мало что может там сделать. Вертолет может взлететь, парить в нескольких десятках метров над поверхностью и приземлиться на ровную поверхность.

Смысл его отправки в том, чтобы посмотреть, сможет ли вертолет летать в тонкой атмосфере Марса. Если эксперимент закончится удачно, то данные, которые передаст вертолет Ingenuity, могут помочь инженерам построить более продвинутый и большой вертолет для Марса, способный исследовать районы, куда не могут добраться традиционные марсоходы.

Не стоит недооценивать этот вертолет

Поиск оазиса с водой на Марсе

В 1971 году Маринер-9 первым расположился на орбите чужого мира. Его снимки демонстрировали русла и каньоны, по которым в прошлом текла вода. Кадры с Викинга также говорили в пользу водной теории.

В начале 90-х гг. мы были завалены информацией о Марсе, присланной от НАСА и ЕКА. Некоторые аппараты наткнулись на минералы, подповерхностный лед и даже горячие источники.

Кратеры влияют на внутреннюю часть планеты. Оказывается, водная циркуляция проходила на глубине в несколько километров примерно 3.7 млрд. лет назад. Больше информации удалось добыть при посадке роверов.

Одна из стоек Феникса, снятая роботом. Кажется, будто два сфероида сливаются. Полагают, что они могут быть жидкой водой

Зонды не только изучали породу, но и проводили различные эксперименты. В 2008 году Феникс заметил осколки яркого материала, которые пропали через 4 дня. Также он отследил водяной пар в образце.

Водные следы в скале нашли Spirit и Opportunity. Последний приземлился в 2012 году и путешествовал по древней территории, когда изучил ряд интересных камней. Но сама планета – не единственное поле изучения марсианской воды. Остаются также и метеориты, которые прилетали к нам с Красной планеты.

Исторические рельефы

Миссии также занимались изучением планетарной поверхности. Более плоские равнины могли вмещать океан, а когда пришли первые признаки засухи, то он разделился на два.

Изменения количества воды на Марсе с течением времени

Ровер Curiosity выяснил, что гора Эолида была создана осадочными отложениями, а значит на планете длительное время существовали бассейны. В нашем случае земля возле рек и озер намного мягче и влажнее. Представлена в основном глиной. То же самое замечают и на Марсе.

Вода нам кажется чем-то привычным, потому что охватывает большую часть планеты. Но в космических пределах это драгоценный дар, за которым охотятся, ведь это намек на возможную жизнь.

Конечно, жизнь на Марсе могла развиваться и в других жидкостях, но мы владеем информацией лишь о воде. Поэтому ученые надеются, что с обнаружением воды на Марсе, мы выйдем и на находку древней жизни.

• Интересные факты о Марсе;
• Колонизация Марса;
• Марс и Земля;
• Есть ли жизнь на Марсе;
• Терраформирование Марса
• Когда мы отправим людей на Марс?
• Сравнение Марса и Земли
• Как Земля выглядит с Марса?
• Что такое марсианское проклятие?
• Когда открыли Марс?

Положение и движение Марса

• Орбита Марса;
• Сезоны на Марсе
• Как далеко Марс от Солнца?
• Сближение Марса
• Как далеко находится Марс?
• Сколько лететь до Марса;
• День на Марсе;
• Год на Марсе;

Строение Марса

• Размеры Марса;
• Кольца Марса;
• Состав Марса;
• Атмосфера Марса;
• Воздух на Марсе;
• Масса Марса;

Поверхность Марса

• Поверхность Марса;
• Лед на Марсе
• Радиация на Марсе
• Вода на Марсе;
• Температура на Марсе;
• Гравитация на Марсе;
• Цвет Марса;
• Почему Марс красный;
• Насколько холодный Марс;
• Вулканы на Марсе;
• Вулкан Олимп;
• Долина Маринер;
• Лицо на Марсе;
• Пирамида на Марсе;

Извлечение из почвы

Вода на Марсе содержится в марсианской почве в виде льдинок. Мы знали это со времен викингов.

След марсохода обнажил льдинки в почве Марса

Лендеры Викингов проверили образцы поверхности почвы, нагревая их до 500 o C, и обнаружили, что они выбрасывают в воду около 1% своего веса. Многие полагают, что эти тесты были неточными, и что количество воды, в среднем, в почве составляет около 4%.

В некоторых районах оно может достигать 20% и более.

Тогда возникает вопрос — как можно ее получить?

Метод состоит в том, чтобы просто собрать насыщенные почвы и затем нагреть их до 500 o C, после чего вода отделится от почвы и выйдет в виде пара. Пар может быть собран и сконденсирован в чистую опресненную воду. После конденсации пар не содержит соли (перхлораты).

Второй очень распространенный метод опреснения воды на Земле. Это проталкивание ее через тонкую мембрану для получения пресной воды. В мембране есть отверстия — достаточно маленькие, чтобы не пропустить соль или грязь, но достаточно большие, чтобы пропустить воду. Вредные вещества накапливаются на одной стороне мембраны, а чистая вода проходит насквозь.

Однако есть несколько проблем с этим процессом.

• Во-первых, хотя он очень хорош для фильтрации соли, он дает лишь небольшую струйку пресной воды, что может быть хорошо для небольшого поселения на Марсе, но было бы лучше иметь способ, позволяющий производить больше чистой воды.
• Во-вторых, этот процесс использует тонкую мембрану. Эту мембрану нужно будет периодически заменять. И получение запасных частей на Марсе будет проблемой. Мы не можем просто позвонить ремонтникам или отправить новую деталь.

Таким образом, самый простой способ получения чистой воды на Марсе может состоять в том, чтобы просто собрать насыщенную почву и нагреть ее, чтобы удалить соли.

История изучения планеты Марс

Земляне давно следят за красным соседом, потому что планету Марс можно отыскать без использования инструментов. Первые записи сделаны еще в Древнем Египте в 1534 г. до н. э. Они уже тогда были знакомы с эффектом ретроградности. Правда для них Марс был причудливой звездой, чье движение отличалось от остальных.

Еще до появления неовавилонской империи (539 г. до н. э.) делались регулярные записи планетарных позиций. Люди отмечали перемены в движении, уровнях яркости и даже пытались предсказать, куда они направятся.

В 4 веке до н.э. Аристотель заметил, что Марс спрятался за земным спутником в период окклюзии, а это говорило о том, что планета расположена дальше Луны.

Геоцентрическая концепция Птолемея, отображенная в 1568 году Бартоломеу Вельо

Птолемей решил создать модель всей Вселенной, чтобы разобраться в планетарном движении. Он предположил, что внутри планет есть сферы, которые и гарантируют ретроградность. Известно, что о планете знали и древние китайцы еще в 4-м веке до н. э. Диаметр оценили индийские исследователи в 5-м веке до н. э.

Модель Птолемея (геоцентрическая система) создавала много проблем, но она оставалась главной до 16-го века, когда пришел Коперник со своей схемой, где в центре располагалось Солнце (гелиоцентрическая система). Его идеи подкрепили наблюдения Галилео Галилея в новый телескоп. Все это помогло вычислить суточный параллакс Марса и удаленность к нему.

В 1672 году первые замеры сделал Джованни Кассини, но его оборудование было слабым. В 17-м веке параллаксом пользуется Тихо Браге, после чего его корректирует Иоганн Кеплер. Первую карту Марса представил Христиан Гюйгенс.

Марсианская карта Скиапарелли демонстрирует каналы (1877)

В 19 веке удалось повысить разрешение приборов и рассмотреть особенности марсианской поверхности. Благодаря этому Джованни Скиапарелли создал первую детализированную карту Красной планеты в 1877 году. На ней отобразились также каналы – длинные прямые линии. Позже поняли, что это всего лишь оптическая иллюзия.

Карта вдохновила Персиваля Лоуэлла на создание обсерватории с двумя мощнейшими телескопами (30 и 45 см). Он написал много статей и книг на тему Марса. Каналы и сезонные перемены (сокращение полярных шапок) натолкнули на мысли о марсианах. Причем даже в 1960-х гг. продолжали писать исследования на эту тему.

Как появилась планета Марс

Международная группа исследователей опубликовала в журнале Earth and Planetary Science Letters результаты исследований, которые свидетельствуют: Марс, вероятно, образовался в поясе астероидов, что в полтора раза дальше от Солнца, чем его современная орбита.

Тогда как ранее считалось, что Земля и Марс сформировались в относительной близости друг к другу. Однако их минеральный состав сильно различался, поскольку породы Красной планеты содержали более легкие силикаты, чем земные. Это делало Марс больше похожим на астероиды.

Исследователи провели симуляцию, согласующуюся с моделью Гранд Така, согласно которой Юпитер сыграл важную роль в формировании орбит внутренних планет. Газовый гигант способствовал образованию Венеры и Земли, при этом оттягивая вещество от Марса, в результате чего последний обладает сравнительно маленькой массой. Симуляция показала, что с вероятностью около 3% Красная планета была ближе к Юпитеру, чем сейчас, но гравитационная тяга гиганта подтолкнула Марс к его текущему местоположению.

По словам исследователей, Красная планета могла быть изначально слишком холодной, чтобы на ее поверхности существовала жидкая вода. Однако постоянная бомбардировка астероидами, возможно, расплавила кору Марса, сделала его атмосферу более теплой и плотной и запустила циркуляцию воды на поверхности.

Что дальше?

Хотя само существование водного резервуара будоражит воображение тех, кого интересует возможность существования на Марсе жизни — пусть даже в прошлом, — характеристики озера ещё нужно подтвердить дальнейшими исследованиями.

«Сейчас необходимо повторить произведенные измерения в других местах, чтобы посмотреть на похожие сигналы, подумать над другими возможными причинами таких результатов и — надеюсь — исключить любые альтернативные объяснения», — объясняет профессор Открытого университета Мэтт Балми.

«Может быть, это послужит отправной точкой для организации нового запуска к Марсу, чтобы пробурить скважину к этому водному карману — как это было сделано с земными озерами, скрытыми под ледниками Антарктики», — рассуждает он.

Image caption

Озеро Восток было обнаружено под 4-километровым слоем антарктического льда

Ученые уже заявляли об обнаружении бактериальной жизни в глубинах антарктического озера Восток, но бурение на Марсе — куда более амбициозный проект.

«Добраться туда и окончательное убедиться, что это именно озеро, — задача не из простых», — говорит профессор Оросеи.

Всё только начинается

По мнению российских экспертов, учёным было давно известно, что на полюсах Марса есть обширные области, богатые водородом и, предположительно, водой. Однако подтвердить эту гипотезу удалось лишь спустя 15 лет с момента начала поиска жидкой воды и следов микроорганизмов на Красной планете.

Также по теме

О чём молчат дюны: могут ли загадочные образования на поверхности Марса скрывать следы жизни

Американские учёные обнаружили на поверхности Марса сотни углублений в форме полумесяца, так называемые призрачные дюны. Эти…

«Человечество уже давно ищет под поверхностью Марса, на глубине, защищённой от воздействия радиации, микроорганизмы. Теперь, получив подтверждение предыдущих теорий, мы можем проверить вероятность существования примитивных форм жизни», — заявил в интервью RT старший научный сотрудник Института космических исследований РАН, один из создателей зонда TGO для миссии «ЭкзоМарс-2020» Алексей Малахов.

Открытие воды в жидком виде означает, что на Марсе, скорее всего, есть благоприятные условия для существования микроорганизмов, считают эксперты, однако, чтобы подтвердить данную гипотезу, необходимо совершить ряд полевых исследований.

«Чтобы быть уверенным в существовании микроорганизмов, необходимо добраться до этой воды, а значит, пробурить 1,5 километра марсианского грунта. Кроме того, необходимо исследовать химический состав воды, её солёность», — сообщил в беседе с RT научный сотрудник ГАИШ МГУ Михаил Кузнецов.

По мнению эксперта, отправить на Марс человека для проведения полевых исследований можно будет не раньше чем через 10—15 лет, когда появятся соответствующие технологии дальних полётов.

Также Кузнецов обратил внимание на потенциальную пригодность Красной планеты для жизни. Ранее учёные составили марсианскую карту, отметив на ней наиболее пригодные для жизни участки, которые можно будет исследовать в ходе следующих миссий

По мнению астрофизиков, следы инопланетной жизни надо искать на месте древних пересохших озёр. Примерно 3—4 млрд лет назад кратеры на поверхности Красной планеты были наполнены водой, поэтому в древнем грунте могли сохраниться свидетельства существования микроорганизмов

Ранее учёные составили марсианскую карту, отметив на ней наиболее пригодные для жизни участки, которые можно будет исследовать в ходе следующих миссий. По мнению астрофизиков, следы инопланетной жизни надо искать на месте древних пересохших озёр. Примерно 3—4 млрд лет назад кратеры на поверхности Красной планеты были наполнены водой, поэтому в древнем грунте могли сохраниться свидетельства существования микроорганизмов.

Чтобы продолжить исследования Марса, в 2020 году к нему отправят российскую посадочную платформу с орбитальным зондом TGO. Аппарат исследует состав атмосферы планеты, а посадочный модуль прозондирует грунт. В ходе миссии планируется пробурить грунт на 20 м и узнать, какие ещё тайны скрывают недра Марса.

Колонизация Марса

Колонизация или колонизирование Марса по мнению многих ученых – вполне осуществимый процесс.

Наряду с Луной, Красная планета является наиболее вероятным кандидатом на то, что именно здесь будут основаны первые поселения человека за пределами Земли.

О том, как мы будем жить на Марсе говорят не только ученые, но и многочисленные писатели-фантасты.

Природные ресурсы на Красной планете более чем богаты – залежей полезных ископаемых хватит человечеству на сотни лет вперед.

Переселение на Марс, как говорит известный изобретатель Илон Маск, станет для человечества вынужденной мерой, так как наша родная планета скоро истощит свои ресурсы и сделает жизнь людей непригодной.

Тогда отпадает вопрос, а зачем вообще колонизировать Марс. Кроме того, вода на Марсе оказалась вполне пригодной для жизни – главное научиться ее добывать.

Илон Маск

Маск – не единственный, кто считает, что у человечества нет будущего на Земле – оно находится на соседних космических телах.

Колонизация Марса по плану SpaceX, согласно заявлению того же Маска, состоится не раньше 2026 года, когда с Земли отправится первая группа колонистов.

Уже менее чем через десять лет люди могут стать первыми разумными живыми существами на Марсе.

Выжить на Марсе, используя современные технологии, невозможно. Но еще несколько лет и ситуация может в корне перевернуться.

А будет ли возможным жить на Красной планете без скафандра? Поскольку процентное соотношение кислорода к другим газам в атмосфере слишком низкое, человек просто не сможет дышать.

Для преодоления этой проблемы человеку придется создать искусственную атмосферу.

Среди ведущих ученых также хватает тех, кто утверждает, что колонизация Марса – это неосуществимая цель на ближайшие десятилетия.

Они не видят, как мы будем жить на Красной планете в условиях регулярных и невероятно опасных песчаных бурь. Кроме того, почему еще нельзя жить на Марсе?

1. Отсутствие озонового шара. Этот фактор чрезвычайно опасен для любой формы жизни, так как солнечная радиация ничем не сдерживается и под прямыми лучами способна убить даже самые выносливые формы жизни;2. Очень низкая температура в атмосфере в среднем и резкие перепады ночью. Средняя температура на поверхности Красной планеты составляет порядком -40 градусов за Цельсием, что говорит о невозможности долгой жизни человека на поверхности. Но это не самая большая проблема. Ночью температура может опускать далеко за -100 градусов.3. Отсутствие воды в жидком виде. Вода является одним из самых необходимых элементов жизни любого организма. Пара-тройка дней без воды и человек погибает. Дольше смогут продержаться растения и некоторые виды животных.

Для того, чтобы колонизировать, сначала людям нужно терраформировать планету под нужные условия жизни.

Терраформирование – это процесс изменения атмосферы, климата с целью сделать их схожими с земными.

Без изменения атмосферы условия жизни будут слишком тяжелыми для организма – радиация способна убить за несколько часов.

Без терраформирования ученые не представляют, как мы будем жить на красном космическом теле.

Сторонником терраформирования является опять-таки Илон Маск, который считает, что данный процесс можно запустить при помощи серии ядерных взрывов.

NASA же отвергает возможность проведения изменение атмосферы Красной планеты.

Распределение водяного пара

Исследование географического распределения водяного пара в марсианской атмосфере и сезонных вариаций этой соленой воды представляет интерес с точки зрения перспектив поисков жизни на Марсе.

Путем телескопических наблюдений с Земли определено, что содержание водяного пара в среднем по планете очень мало — от 10 до 50 мкм осажденной воды (на Земле около 10 мм, то есть в 200-1000 раз больше). Полет первых искусственных спутников к Марсу дал возможность исследовать количество водяного пара в атмосфере с гораздо большей детальностью, чем это позволяют сделать наземные методы. Эксперименты, проводимые с орбитальных станций, показали, что количество воды в атмосфере Марса в несколько раз меньше, чем можно было прогнозировать, исходя из земных наблюдений. Поскольку измерения проводились сразу после большой пылевой бури, то было высказано предложение, что отсутствие ожидавшегося сезонного максимума водяных паров связанно с этим явлением. Обнаружены значительные пространственные вариации в ее распределении. В областях, расположенных друг от друга на расстоянии всего лишь несколько сотен километров, содержание воды в атмосфере разнится в два-три раза. Наиболее высокая влажность была отмечена западнее пересеченной местности в области Аракс.

Измерения

Измерения показали сезонный максимум влажности, прогнозируемый по наземным наблюдениям на весну северного полушария. Все это усиливает вероятность связи между низкой влажностью и пылевой бурей, что и наблюдалось. Значительные географические вариации, отмеченные на сравнительно малых пространствах, могут быть объяснены двумя группами причин. Во-первых, это явления метеорологического характера (конденсация и сублимация), и, во-вторых, явления, связанные с местными источниками водяного пара, в том числе с вулканической активностью. Предстоит тщательный анализ метеорологической обстановки и данных о геологической природе поверхности планеты, прежде чем можно будет сказать, какая из этих причин более вероятна.

Планеты Солнечной системы
Карликовые планеты	Плутон· Церера· Хаумеа· Макемаке· Эрида
Планеты Земной группы	Меркурий· Венера· Земля· Марс
Газовые гиганты	Юпитер· Сатурн· Уран· Нептун

По яблоку в день

Вряд ли, научно-фантастический блокбастер Марсианин (The Martian) существенно повысил продажи картофеля, но исследователи упорно трудятся над разработкой сложных автономных ферм, которые позволят кормить будущих космонавтов свежими овощами и фруктами.
Одной из попыток является сотрудничество между НАСА, Университетом Аризоны (University of Arizona (УА) и частным предприятием. Bioregenerative Life Support System (Биорегенеративная система поддержки жизни), или БСПЖ — представляет собой гидропонную камеру для выращивания растений и пищи без применения почвы и, к счастью, без человеческих фекалий.
Механизм замкнутого цикла, начинается с обогащения воды питательными веществами, которые в свою очередь поддерживают корневую систему растений. Изобретение гармонично взаимовыгодно для людей и растений, так как первые выдыхают углекислый газ, а вторые его поглощают, производя кислород как часть процесса фотосинтеза.
«Наш первый крупный проект стартовал в 2004 году. Мы спроектировали и построили ферму для выращивания продуктов на Южном полюсе . Она продолжает работать там по сей день, – говорит Джин Джакомелли, директор Центра управления окружающей средой (Controlled Environment Agriculture Center) в Университете Аризоны и бывший главный научный руководитель проекта БСПЖ.
БСПЖ была представлена в Biosphere 2 (Биосфера), экологически закрытой системе, принадлежащей и управляемой Университетом Аризоны для биологических исследований.

Можем ли мы растопить лед на Марсе?

Перед тем, как колонизировать планету, ее нужно терраформировать, то есть создать климатические условия, благоприятные для жизни. Исследователи называют разные сроки, за которые можно завершить процесс, но независимо от этого приемы остаются одинаковыми. Создать пригодные для жизни условия, возможно только с уплотненной атмосферой и более высоким давлением.

Водный лед поможет колонизаторам в освоении. Запасы будут полезны не только в качестве источника питьевой воды, но и для образования парниковых газов. А для этого его нужно растопить.

Способов, как растопить лед предложено много: от ядерного взрыва в тонких слоях атмосферы до гигантских орбитальных зеркал, которые бы фокусировали солнечные лучи на определенном участке. Для создания понадобилось бы 300 отражающих зеркальных панелей диаметром по 100 метров каждая. Такая процедура позволила бы создать плюсовую температуру и комфортные условия для жизни и работы космонавтов, расплавила ледяные покровы.

Последствия

На планете уже содержится много углекислоты и на это стоит обратить внимание. Принятие каких-либо попыток по утеплению без учета этого может закончиться созданием второй Венеры

Температура и давление станут противоположными нынешним, но все равно останутся непригодными для жизни. Более того, вся поверхность может оказаться под несколькими метрами воды.

Попытки еще больше исследовать планету на наличие органики и пригодных для жизни ресурсов в виде льда продолжаются, как и создание новых идей и способов колонизации. Даже если ледяных запасов хватит на создание благоприятных условий, они исчезнут приблизительно через 100 миллионов лет, что в масштабах человеческого развития является очень большим сроком.

https://youtube.com/watch?v=dxhvFvMZfmA%3F