|
Могут ли ресурсы Марса помочь исследователям
|
|
|
|
В ближайшие десятилетия многочисленные космические агентства и частные компании планируют создать на Луне и Марсе космические базы. Эти базы позволят проводить длительные пребывания, астробиологические исследования и будут способствовать будущему исследованию Солнечной системы. Однако наличие экипажей, работающих вдали от Земли в течение длительного времени, также создаст некоторые серьезные проблемы с логистикой.
|
|
|
|
Учитывая расстояния и связанные с этим расходы, отправка миссий по пополнению запасов будет не только непрактичной, но и дорогостоящей. По этой причине для удовлетворения потребностей миссии необходимо полагаться на местные ресурсы. Использование ресурсов на месте (ISRU) — это название игры.
|
|
|
|
Потребность в ISRU особенно важна на Марсе, поскольку миссии по пополнению запасов могут занять от шести до девяти месяцев. К счастью, Марс богат ресурсами, которые можно собирать и использовать для обеспечения всем необходимым: кислородом, топливом, водой, почвой для выращивания продуктов питания и строительными материалами.
|
|
|
|
В недавнем исследовании команда, возглавляемая Свободным университетом Берлина, оценила потенциал добычи ресурсов из нескольких ранее выявленных месторождений гидратированных минералов на поверхности Марса. Они также представили оценки того, сколько воды и минералов можно извлечь и как их можно использовать.
|
|
|
Команду возглавлял Кристоф Гросс, научный сотрудник Группы планетарных наук и дистанционного зондирования в Институте геологических наук Свободного университета Берлина. К ним присоединились исследователи из Института SETI, исследовательского центра Эймса НАСА, Института космической астрофизики и Института космических систем при Немецком аэрокосмическом центре (DLR).
|
|
|
|
Их исследовательская работа "Поиск ресурсов на месте для будущих полетов на Марс с экипажами" опубликована в журнале Acta Astronautica.
|
|
|
|
Как отмечают авторы, НАСА и другие космические агентства инвестируют в технологии ISRU, чтобы значительно уменьшить общую массу, которая должна быть отправлена на Луну или Марс для поддержки исследований человеком.
|
|
|
|
В последние годы это привело к таким экспериментам, как эксперимент по использованию ресурсов кислорода на Марсе (MOXIE) на марсоходе НАСА "Персеверанс", который производил газообразный кислород из атмосферного углекислого газа Марса. ЕКА также готовит демонстрационную миссию ISRU, чтобы продемонстрировать, что воду и кислород можно получать из водяного льда, собранного на Луне.
|
|
|
|
Эти ресурсы могли бы найти применение в системах жизнеобеспечения, обеспечивающих экипажи миссий пригодным для дыхания воздухом и водой для питья и орошения. Однако они также находят применение в энергетике и двигательной установке, обеспечивая газообразный водород для топливных элементов или реакторов и используются в комбинации для получения жидкого водорода (LH2) и жидкого кислорода (LOX) в качестве топлива. На Марсе большая часть воды сегодня сосредоточена в полярных ледяных шапках и вечной мерзлоте или в залежах гидратированных минералов, где когда-то вода текла по поверхности.
|
|
|
|
В ходе своего исследования Гросс и его коллеги сосредоточились на месторождениях гидратированных минералов, поскольку они открывают потенциал для добычи воды непосредственно на поверхности и в более низких широтах. Но, как сообщил Гросс Universe Today по электронной почте, у этих месторождений также есть потенциальные возможности использования ресурсов, выходящие за рамки простой воды:
|
|
|
|
"Гидратированные минералы на Марсе являются крупнейшим из известных на сегодняшний день резервуаров воды на Марсе (в основном сульфаты и филлосиликаты). Вода может быть относительно легко извлечена из сульфатов, и, как описано в статье, минералы также могут быть использованы в качестве удобрений для производства продуктов питания. Филлосиликаты могут быть использованы в качестве строительных материалов или, например, для изготовления керамики. Вода является наиболее важным ресурсом, особенно для производства ракетного топлива. Это может быть более интересным для Марса из-за расстояния до Земли, силы тяжести и т.д."
|
|
|
|
Затем Гросс и его коллеги оценили различные географические местоположения, в которых были обнаружены гидратированные минералы, на основе данных, полученных с помощью прибора Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars (CRISM), установленного на борту орбитального аппарата НАСА Mars Reconnaissance Orbiter (MRO).
|
|
|
|
Сюда входили Маврт-Валлис, древний паводковый канал, который выходит на равнины Хрис-Планития в северном полушарии Марса, и Ювентская впадина, котловина глубиной 5 км (~ 3 мили), расположенная к северу от Долины Маринерис.
|
|
|
|
"Регионы, в которых размещаются самые разные материалы, могут быть интересны", - сказал Гросс.
|
|
|
|
"Затем, место должно быть легкодоступным (не в каньоне и т.д.), и оно должно быть недалеко от интересных научных объектов. Я бы также поддержал идею создания базы в экваториальных регионах, где температура не слишком низкая. И вокруг базы должно быть достаточно места, чтобы расширяться за счет последующих миссий. Меридиани Планум - отличный кандидат. Мы постараемся ограничить ресурсы и там."
|
|
|
|
Гросс и его коллеги также рекомендовали, как следует извлекать эти ресурсы. По мнению авторов, обезвоживание моно- и полигидратированных сульфатов теоретически является наилучшим подходом, поскольку существует несколько методов, которые являются относительно простыми, быстрыми и энергоэффективными.
|
|
|
|
Они также рекомендуют, чтобы роботизированные миссии отправлялись раньше астронавтов для разведки, оценки и начала сбора и обработки этих ресурсов в ожидании их прибытия.
|
|
|
|
"Роботизированные миссии-предшественники могли бы начать добычу и переработку ресурсов, особенно для производства ракетного топлива", - сказал Гросс. "НАСА и частные компании проводят множество исследований по этому вопросу. Также, например, роботизированное строительство жилых помещений или предварительное производство кислорода являются возможными проектами".
|
|
|
|
Этот анализ открывает новые возможности для исследований и создания долговременных местообитаний на Марсе. Хотя полярные регионы считаются хорошим местом для создания будущих местообитаний, главным образом из-за обилия замороженной воды, к которой они имеют доступ, добыча этого льда (особенно из глубоких подземных источников) будет дорогостоящей и сопряжена с ограничениями.
|
|
|
|
Возможное использование гидратированных минералов не только предлагает альтернативу для операций ISRU на Марсе, но и открывает возможности для исследований и создания среды обитания в экваториальном регионе.
|
|
|
|
Источник
|
