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冰層數據揭示的火星歷史

2024-07-23科學
#流量變現來齊家#我們距離「火星上提取水冰」技術有多近-「就像巖石樣本提供的火星早期歷史數據一樣,冰也會為我們提供火星近期數據」
鉆探水冰透過紅水技術在火星上深入鉆探冰層。(圖片來源:Honeybee Robotics)
目前正在火星上深入挖掘。如何最好地提取地下冰以產生飲用水、火箭燃料和紅色星球上的其他有用資源方面,進展顯而易見。但是從火星的頂部鉆到可用的冰層水庫並不是一個成功的計劃。應對這一挑戰的是蜜蜂機器人公司,該公司將其方法稱為紅水概念。
雙重目的
火星冰鉆硬件包括盤管和「紅井」方法。(圖片來源:蜂蜜機器人)
「紅水已被證明是火星深層鉆探的正確架構,」加州阿爾塔迪納的蜜蜂機器人公司(Honeybee Robotics)勘探技術部門副總裁克里斯·紮尼(Kris Zacny)說。紮尼說,紅水可以有雙重用途,用於科學勘探和水開采。「這是一個雙贏。我們正處於這樣一個位置,這項技術可以被註入到下一個火星任務中,」他告訴空間網站。
最近發現,紅色星球上的地下冰與紅水可以很好地融合在一起。根據多年火星軌域飛行器收集數據顯示,火星表面三分之一包含靠近表面的冰,以及更深的冰蓋。
在鉆探水冰顯示,今年早些時候,歐洲航天局的火星快車探測器的觀測表明,在地球上的某些地方,水冰層延伸到地面以下數英裏。本月在第55屆月球和行星科學會議上發表的關於一個以前從未見過的火山的報告,增加了火星冰的故事。新的研究推測,在這種嚴重侵蝕的特征下,冰川冰可能仍然存在,保存在火星上相對溫暖的赤道地區的表面附近。紅水系統在蜜蜂機器人的冷室中進行端到端測試,以模擬火星上的超冷條件。
與此同時,蜜蜂技術專家最近在公司的冷室中完成了對紅水系統的端到端測試,該公司的系統工程師喬.炰麻斯基在空間網站上說,這項工作是透過美國航空航天局的探索合作飛船的下一個空間技術的資助進行的。紅水系統利用兩種經過驗證的陸地技術,這些技術已經投入使用,支持格陵蘭和南極洲的極地作業。它們是盤繞的油管,從表面解開進入下面的冰,這就是所謂的羅德裏格斯井,或「羅德井」概念。紅井是一種融化地下冰井並將液態水泵到地表的方法。(以碎片覆蓋的冰川或冰蓋形式的水冰,可能有數百米厚。)
在火星的中緯度地區,已經發現並繪制了以碎片覆蓋的冰川或冰原形式的水冰,厚度可能達數百米。那是未來人類遠征前哨的有利地點。
SWIM團隊
奈森尼爾.普特紮格是位於科羅拉多州萊克伍德的行星科學研究所辦公室的副主任和高級科學家。作為火星地下水冰測繪(SWIM)專案團隊的聯合負責人,普特紮格和同事們正忙於繪制火星上中緯度冰的位置和深度。他們現在正在結束SWIM工作的第三階段,該工作明確旨在幫助確定未來國際火星冰測繪儀(I-MIM)任務概念的目標優先級。
冰沖刷
火星大約三分之一的區域-火星表面下方有冰。在這顆紅色星球的中緯度地區,許多撞擊坑充滿了光滑的物質,可能是覆蓋著一些汙垢的冰。
作為一種攜帶雷達的軌域飛行器,I-MIM是NASA與意大利航天局,日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)和加拿大航天局合作的一項計劃來開發一個能探測冰層的火星軌域器。I-MIM的主要目標是描述地球中低緯度地區水冰的範圍和體積。普特紮格說,他感覺到NASA和其他國際合作夥伴都急於追求I-MIM任務。
鉆探水冰普特紮格說,他感覺到NASA和其他國際合作夥伴都急於追求I-MIM任務。然而,普齊格觀察到,這項工作存在重大的預算不確定性,當然在NASA方面,也許其他機構也是如此。「這使得國際合作夥伴難以敲定協定,並開始積極設計和建造任務硬件和儀器。目前橫向數據、縱向數據采集集中存在不確定性,因此需要更多的研究,特別是新的軌域雷達探測能力。一旦掌握了這些資訊,就可以在火星中緯度地區的著陸點尺度上確定和表征埋藏的冰。「也就是說,原則上可以將著陸任務發送到更高緯度或新撞擊暴露冰的位置,並確保使用鉆頭在地下遇到冰,而無需首先獲得額外的數據,對於這些位置,冰的橫向和垂直範圍和濃度將受到很好的限制。」
硬事實
美國太空總署的鳳凰火星著陸器任務是在2008年挖土和探測火星北極冰。
安大略省多倫多約克大學的副教授艾薩克·史密斯解釋說,在冰層中鉆進1米(3.3英尺)都很困難。他也是行星科學研究所的高級科學家,總部位於亞利桑那州圖森。在地球上進行這種鉆探需要大量的熱能或電力以及大量的人力。「當冰比零下40攝氏度(零下40華氏度)冷得多時,就像火星上的所有冰一樣,它特別堅硬,」史密斯說。史密斯說,2008年美國太空總署鳳凰號火星著陸器任務就是這樣。這艘有腿的靜止航天器在比以往任何一次任務都更靠北的星球上降落,緯度相當於阿拉斯加北部的緯度,然後舀起火星土壤,檢查並行現水冰。「鳳凰號著陸器的冰水泥土壤很難挖,但任何在冬天住在加拿大的人都知道,當地面結冰時,不要去後院挖。史密斯指出。
時間凍結
埋在火星赤道的水冰厚度超過2英裏,火星上奇怪的地下多邊形暗示紅色星球的潮濕過去,火星快車軌域飛行器表明紅色星球上存在古代微生物生命,水和火山活動的證據。史密斯說,仔細采樣火星上的任何冰將產生大量科學回報。「極地冰可以給你一個氣候歷史的詳細記錄」
鉆探水冰「極地冰可以為你提供氣候歷史的詳細記錄;中緯度冰可以成為未來太空探索的資源,是在火星上尋找生命的下一個前沿。史密斯建議。「就像獲得巖石樣本可以提供火星早期歷史的線索一樣,冰將為我們提供火星近期歷史的線索。
史密斯說,但到達數十米或更深的深度是一項艱巨的任務。他說,這樣做是非常耗能的,需要大量的人為幹預,即使在地球上也是如此。「在可預見的未來,這將不得不由火星上的機器人完成,可能需要很長一段時間,這需要額外的魯棒性,這增加了成本,還有一些我們還沒有的電源。史密斯說。「從長遠來看,這是可行的,蜜蜂機器人可能是構建它的公司。
By: Leonard David
FY: 何丹懷
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