كان العثور على مصدر للمياه المريخية - التي لا تقتصر على المناطق القطبية المجمدة في المريخ - يمثل تحديًا مستمرًا لوكالات الفضاء وعلماء الفلك على حد سواء. بين وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) و "سبيس إكس" وكل مشروع فضائي عام وخاص آخر يأمل في القيام بمهمة مأهولة إلى كوكب المريخ في المستقبل ، فإن مصدرًا يمكن الوصول إليه للجليد يعني القدرة على تصنيع وقود الصواريخ في الأفق وتوفير مياه الشرب لموقع استيطاني.
حتى الآن ، فشلت محاولة تحديد مصدر استوائي للجليد المائي. ولكن بعد الاطلاع على البيانات القديمة من أطول مهمة إلى المريخ في التاريخ - وكالة ناسا المريخ أوديسي مركبة فضائية - أعلن فريق من الباحثين من مختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جون هوبكنز (JHUAPL) أنهم ربما وجدوا دليلاً على وجود مصدر لجليد الماء في منطقة Medusae Fossae في المريخ.
تقع هذه المنطقة من كوكب المريخ ، والتي تقع في المنطقة الاستوائية ، بين حدود المرتفعات والمرتفعات بالقرب من مناطق ثارسيس وإليسيوم البركانية. تشتهر هذه المنطقة بتشكيلها الذي يحمل نفس الاسم ، وهو عبارة عن رواسب ناعمة من مادة سهلة التآكل تمتد على بعد حوالي 5000 كم (3110 ميل) على طول خط الاستواء في المريخ. حتى الآن ، كان يعتقد أنه من المستحيل وجود جليد الماء هناك.
ومع ذلك ، قام فريق بقيادة جاك ويلسون - باحث ما بعد الدكتوراه في JHUAPL - بإعادة معالجة البيانات مؤخرًا من المريخ أوديسي مركبة فضائية أظهرت إشارات غير متوقعة. تم جمع هذه البيانات بين عامي 2002 و 2009 بواسطة أداة مطياف النيوترونات بالبعثة. بعد إعادة معالجة البيانات التركيبية ذات الدقة المنخفضة لوضعها في بؤرة أكثر حدة ، وجد الفريق أنها تحتوي على إشارات عالية غير متوقعة من الهيدروجين.
لجلب المعلومات إلى دقة أعلى ، طبّق ويلسون وفريقه تقنيات إعادة بناء الصورة التي تُستخدم عادةً لتقليل التشويش وإزالة الضوضاء من البيانات الطبية وبيانات التصوير الخاصة بالمركبات الفضائية. وبذلك ، تمكن الفريق من تحسين الدقة المكانية للبيانات من حوالي 520 كم (320 ميل) إلى 290 كم (180 ميل). في العادة ، لا يمكن تحقيق هذا النوع من التحسين إلا من خلال تقريب المركبة الفضائية من السطح.
قال ويلسون: "كان الأمر كما لو أننا قطعنا الارتفاع المداري للمركبة الفضائية إلى النصف ، وأعطانا رؤية أفضل بكثير لما يحدث على السطح". وبينما لم يكتشف مطياف النيوترون الماء مباشرة ، سمحت وفرة النيوترونات العالية التي اكتشفها مطياف الفريق البحثي بحساب وفرة الهيدروجين. عند خطوط العرض المرتفعة على سطح المريخ ، تعتبر هذه علامة منبهة لجليد الماء.
المرة الأولى المريخ أوديسي رصدت المركبات الفضائية وجود هيدروجين وفير في عام 2002 ، والذي بدا أنه قادم من رواسب تحت سطح الأرض عند خطوط عرض عالية حول المريخ. تم تأكيد هذه النتائج في عام 2008 ، عندما كانت وكالة ناسا فينيكس لاندير أكد أن الهيدروجين اتخذ شكل جليد الماء. ومع ذلك ، كان العلماء يعملون على افتراض أنه عند خطوط العرض المنخفضة ، تكون درجات الحرارة مرتفعة جدًا بحيث لا يمكن وجود جليد الماء.
في الماضي ، كان يُعتقد أن اكتشاف الهيدروجين في المنطقة الاستوائية يرجع إلى وجود معادن رطبة (أي المياه السابقة). بالإضافة إلى ذلك ، فإن مركبة استكشاف المريخ (MRO) ووكالة الفضاء الأوروبية مارس اكسبريس أجرت المركبة المدارية عمليات مسح للرادار في المنطقة ، باستخدام رادارهما الضحل تحت سطح الأرض (SHARAD) ورادار المريخ المتقدم للأجهزة تحت سطح الأرض والصوت الأيونوسفيري (MARSIS) ، على التوالي.
تشير هذه المسوحات إلى وجود رواسب بركانية منخفضة الكثافة أو جليد مائي تحت السطح ، على الرغم من أن النتائج بدت أكثر اتساقًا مع عدم وجود جليد مائي للحديث عنها. كما أشار ويلسون ، فإن نتائجهم تصلح لأكثر من تفسير محتمل ، ولكن يبدو أنها تشير إلى أن الثلج المائي يمكن أن يكون جزءًا من تركيبة تحت السطح:
"[I] إذا كان الهيدروجين المكتشف مدفونًا بالجليد داخل المتر العلوي من السطح. سيكون هناك أكثر مما يمكن أن يتناسب مع مساحة المسام في التربة ... ربما يمكن تفسير التوقيع من حيث الرواسب الواسعة للأملاح المائية ، ولكن من الصعب أيضًا تفسير كيف أصبحت هذه الأملاح المائية في التكوين. حتى الآن ، لا يزال التوقيع غامضًا يستحق المزيد من الدراسة ، ولا يزال المريخ يفاجئنا ".
بالنظر إلى الغلاف الجوي الرقيق للمريخ ونطاقات درجات الحرارة الشائعة حول خط الاستواء - التي تصل إلى 308 كلفن (35 درجة مئوية ؛ 95 درجة فهرنهايت) بحلول منتصف النهار خلال الصيف - من الغموض كيف يمكن الحفاظ على جليد الماء هناك. ومع ذلك ، فإن النظرية الرائدة هي أن خليطًا من الجليد والغبار قد تم ترسبه من المناطق القطبية في الماضي. كان يمكن أن يحدث هذا عندما كان الميل المحوري للمريخ أكبر مما هو عليه اليوم.
ومع ذلك ، لم تكن هذه الظروف موجودة على كوكب المريخ لمئات الآلاف أو حتى ملايين السنين. على هذا النحو ، فإن أي جليد تحت السطح تم ترسبه هناك يجب أن يكون قد مضى منذ فترة طويلة. هناك أيضًا احتمال أن يكون الجليد الجوفي محميًا بطبقات من الغبار المتصلب ، ولكن هذا أيضًا لا يكفي لتفسير كيف يمكن لجليد الماء أن يبقى على المقاييس الزمنية المعنية.
في النهاية ، فإن وجود هيدروجين وفير في منطقة Medusae Fossae هو مجرد لغز آخر يتطلب مزيدًا من التحقيق. وينطبق الشيء نفسه على رواسب الجليد المائي بشكل عام حول المنطقة الاستوائية من المريخ. هذه الرواسب تعني أن البعثات المستقبلية سيكون لديها مصدر للمياه لتصنيع وقود الصواريخ.
هذا سيحلق مليارات الدولارات من تكاليف المهمة الفردية لأن المركبة الفضائية لن تحتاج إلى حمل ما يكفي من الوقود لرحلة العودة معهم. على هذا النحو ، يمكن تصنيع المركبات الفضائية بين الكواكب التي ستكون أصغر وأخف وأسرع. يمكن أيضًا استخدام وجود جليد الماء الاستوائي لتوفير إمدادات ثابتة من المياه لقاعدة مستقبلية على سطح المريخ.
يمكن تدوير الأطقم داخل وخارج هذه القاعدة مرة كل عامين - بطريقة تشبه ما نقوم به حاليًا مع محطة الفضاء الدولية. أو - أجرؤ على أن أقول ذلك؟ - يمكن استخدام مصدر محلي للمياه لتوفير مياه الشرب والصرف الصحي والري للمستعمرين في نهاية المطاف! بغض النظر عن كيفية تقطيعها ، فإن العثور على مصدر يمكن الوصول إليه من مياه المريخ أمر بالغ الأهمية لمستقبل استكشاف الفضاء كما نعرفه!
