Орбитальный аппарат НАСА проливает свет на давнюю марсианскую загадку

Марсианский разведывательный орбитальный аппарат НАСА (Mars Reconnaissance Orbiter, MRO) вновь поднял вопрос о загадочном объекте, скрытом под тысячами футов льда на южном полюсе Красной планеты. В недавнем исследовании учёные на основе данных, полученных с помощью инновационной радиолокационной технологии, пришли к выводу, что область на Марсе, которую подозревают в том, что она является подземным озером, скорее всего, представляет собой слой камней и пыли.

Обнаружение предполагаемого озера в 2018 году вызвало всплеск научной активности, поскольку вода тесно связана с жизнью в Солнечной системе. Хотя последние исследования показывают, что этот объект не является озером под поверхностью Марса, они позволяют предположить, что тот же метод радиолокации можно использовать для поиска подземных ресурсов в других местах Марса, что поможет будущим исследователям.

Статью подготовили два специалиста по приборам MRO Shallow Radar (SHARAD) — Гарет Морган и Тан Путциг, которые работают в Институте планетарных наук в Тусоне, штат Аризона, и Лейквуде, штат Колорадо, соответственно.

Наблюдения проводились с помощью MRO, который совершал специальный манёвр, поворачивая космический аппарат на 120 градусов. Это увеличивало мощность SHARAD, позволяя сигналу радара проникать глубже под землю и получать более чёткое изображение недр. Эти «очень большие повороты» оказались настолько эффективными, что учёные стремятся использовать их в ранее наблюдавшихся местах, где может находиться погребённый лёд.

Морган, Путциг и другие члены команды SHARAD предприняли несколько безуспешных попыток исследовать область, в которой предположительно находится подземное озеро. Затем учёные объединили усилия с командой по эксплуатации космического аппарата из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии, которая руководит миссией, чтобы разработать технологию очень больших вращений.

Поскольку антенна радара находится в задней части MRO, корпус орбитального аппарата закрывает обзор и снижает чувствительность прибора. После кропотливой работы инженеры из Лаборатории реактивного движения и компании Lockheed Martin Space в Литтлтоне, штат Колорадо, которая построила космический аппарат и обеспечивает его работу, разработали команды для поворота на 120 градусов — этот метод требует тщательного планирования для обеспечения безопасности космического аппарата, — чтобы направить больше сигнала SHARAD на поверхность.

Яркий сигнал

26 мая SHARAD совершил очень большой разворот, чтобы наконец уловить сигнал в целевой зоне, которая простирается примерно на 12,5 миль (20 километров) и находится под слоем водяного льда толщиной почти в 1 милю (1500 метров).

Когда радиолокационный сигнал отражается от подземных слоёв, сила отражения зависит от того, из чего состоит недра. Большинство материалов пропускают сигнал или поглощают его, из-за чего отражение становится слабым. Жидкая вода отличается тем, что образует очень отражающую поверхность, которая посылает очень сильный сигнал.

Именно такой сигнал был зафиксирован в этом районе в 2018 году командой, работавшей с прибором Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding (MARSIS) на борту орбитального аппарата Mars Express Европейского космического агентства (ЕКА). Чтобы объяснить, как такой водоём может оставаться жидким подо льдом, учёные выдвинули гипотезу, что это может быть солёное озеро, поскольку высокое содержание соли может снизить температуру замерзания воды.

«Мы наблюдали за этой областью с помощью SHARAD почти 20 лет, но ничего не видели на такой глубине», — сказал Путциг. Но как только MRO совершил очень большой оборот вокруг этой области, команда смогла заглянуть гораздо глубже. И вместо яркого сигнала, полученного MARSIS, SHARAD зафиксировал слабый сигнал. При другом очень большом обороте вокруг соседней области сигнал вообще не был зафиксирован, что позволяет предположить, что нечто уникальное вызывает необычный радиолокационный сигнал именно в том месте, где MARSIS зафиксировал сигнал.

«Гипотеза об озере породила множество творческих работ, а именно это и должно происходить с захватывающими научными открытиями, — сказал Морган. — И хотя эти новые данные не положат конец спорам, они значительно усложняют поддержку идеи о существовании озера с жидкой водой».

Альтернативные объяснения

Южный полюс Марса покрыт ледяной шапкой, которая лежит поверх сильно изрезанной кратерами местности, и на большинстве радиолокационных изображений области под льдом видно множество пиков и долин. Морган и Путциг предположили, что яркий сигнал, обнаруженный MARSIS, может быть просто отражением редкой гладкой области — например, древнего лавового потока.

Оба учёных с нетерпением ждут возможности использовать метод очень больших рулонов для повторного изучения других интересных с научной точки зрения регионов Марса. Одним из таких мест является Медуза — обширное геологическое образование на экваторе Марса, которое слабо отражает радиолокационные сигналы. Некоторые учёные предполагают, что оно состоит из слоёв вулканического пепла, другие считают, что в глубине могут находиться залежи льда.

«Если это лёд, значит, вблизи марсианского экватора, куда вы хотели бы отправить людей, много водных ресурсов, — сказал Путциг. — Поскольку на экваторе больше солнечного света, там теплее и идеальные условия для жизни и работы астронавтов».

На изображении:

25 февраля 2015 года орбитальный аппарат Mars Express Европейского космического агентства сделал снимок южной полярной ледяной шапки Марса. Три года спустя космический аппарат зафиксировал сигнал из области справа от ледяной шапки, который учёные интерпретировали как сигнал от подземного озера.

ESA/DLR/FU Берлин, CC BY-SA 3.0 IGO