13 сентября в Москве в Институте космических исследований РАН (ИКИ РАН) прошел семинар «Марсианская тройка. 35 лет изучения Марса российскими ядерно-физическими приборами». Его участники рассказали собравшимся о результатах их работы и поделились планами на будущее.

 

Открыл мероприятие профессор РАН М.Л. Литвак с докладом, посвященным 20-летней работе российского детектора высокоэнергичных нейтронов ХЕНД. Детектор работает на основе нейтронного потока: он облучает поверхность Марса короткими импульсами нейтронов, а его датчики регистрируют нейтронный отклик от поверхности планеты. Его основными задачами стали изучение минералогического состава марсианского грунта, поиск воды на Марсе, мониторинг радиационной обстановки и солнечных событий. Однако основным результатом многолетней работы ХЕНД стало построение глобальной карты распределения воды в верхнем слое на глубину до 1 м. 

Распределение воды в верхнем слое на глубину до 1 м на Марсе

Распределение воды в верхнем слое на глубину до 1 м на Марсе

Фото: скриншот презентации М. Л. Литвака  "ХЕНД: 20 лет на марсианской орбите"

Кроме того, за 20 лет, которые ХЕНД уже работает на Марсе, удалось пронаблюдать десяток сезонных годовых циклов Марса, а также определить вариации марсианского климата от года к году. Эти данные использовались для выбора места посадки марсохода Curiosity с нейтронным детектором ДАН на борту. «Открытия, которые были сделаны с использованием ХЕНД, в частности поиски воды, — знаковые открытия», резюмировал М.Л. Литвак.

Научные сотрудники М.В. Дьякова и С.Ю. Никифоров рассказали о работе ДАН — российского приборного комплекса активного нейтронного зондирования, установленного на марсоходе Curiosity и предназначенного для поиска водородсодержащих соединений, в том числе водяного льда, а также хлора в верхнем слое грунта Марса. ДАН начал свою работу десять лет назад на борту марсохода Curiosity (NASA) после посадки марсохода в кратере Гейла.  В ходе работы марсохода было установлено, что количество воды в грунте вдоль трассы его движения изменяется от 2% до 6% по массе.

Изменение содержания воды в грунте Марса по ходу движения марсохода Curiosity

Изменение содержания воды в грунте Марса по ходу движения марсохода Curiosity

Фото: скриншот презентации М. Дьяковой, С Никифорова "ДАН: 10 лет в кратере Гейл"

При этом уровень содержания воды зависит от поверхности: в песке он очень низкий, а в гидратированных минералах — самый высокий. Было установлено также, что вещество грунта содержит значительную долю хлора, до 2,5% по массе, и это подтверждает гипотезу, что в эпоху раннего Марса кратер Гейла заполняло древнее озеро. В целом результаты работы ДАН оцениваются учеными как «большой успех».

Старший научный сотрудник ИКИ РАН А.В. Малахов поделился с собравшимися результатами работы нейтронного детектора ФРЕНД. Его пространственное разрешение позволило обнаружить на поверхности Марса локальные области с высоким содержанием воды, имеющие размер всего 60 км. Сейчас на Марсе обнаружено уже 23 района с повышенным содержанием воды, причем существуют они в виде своего рода оазисов. Два таких «оазиса» находятся в относительной близости к экватору: один (10 на карте) — рядом с землей Аравия, второй (17) — в ее центре.

Районы с наибольшим содержанием воды на Марсе

Районы с наибольшим содержанием воды на Марсе

Фото: скриншот презентации А.Малахова "ФРЕНД: 5 лет на марсианской орбите"

 

По оценкам ФРЕНД, значение водяного эквивалента водорода (WEH) тут составляет 23–24 wt% (массовых доли влаги в процентах), и это заставляет сделать предположение, что на Марсе водород может присутствовать в форме водяного льда.

Заведующий лабораторией космической гамма-спектроскопии ИКИ РАН И.Г. Митрофанов рассказал о перспективах изучения Марса на ближайшие 35 лет. По его словам, в ближайшее десятилетие человечество сможет запустить на Марс автоматы, а уже через 80 лет начать его терраформирование — целенаправленное изменение климата планеты с целью сделать ее пригодной для обитания.

Этапы освоения Марса

Этапы освоения Марса

Фото: скриншот презентации И. Митрофанова "Следующие 35 лет"

Поэтому российская наука может и должна внести существенный вклад в марсианские исследования, в первую очередь в том, что касается изучения атмосферы и радиационной обстановки на Марсе, поиска районов для освоения и подготовки пилотируемой экспедиции на Марс. Особенно актуальны направления создания защиты экипажа от радиации и разработки технологий для посещаемой станции на Марсе.