Μια νέα μελέτη υποδηλώνει ότι η αναζήτηση χρησιμοποιήσιμου νερού στον Άρη ενδέχεται σύντομα να βασιστεί σε ένα απροσδόκητο εργαλείο: drones εξοπλισμένα με ραντάρ, τα οποία θα πετούν ακριβώς πάνω από την επιφάνεια για να παρατηρήσουν το υπόγειο περιβάλλον με τρόπους που οι δορυφόροι δεν μπορούν.
Ερευνητές με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα έχουν δείξει ότι το ραντάρ διείσδυσης εδάφους που είναι τοποθετημένο σε drone μπορεί να χαρτογραφήσει τους θαμμένους παγετώνες στη Γη με εκπληκτική λεπτομέρεια, προσφέροντας ένα σχέδιο για το πώς παρόμοιες τεχνικές θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στον Άρη. Η εργασία επικεντρώνεται σε παγετώνες στην Αλάσκα και το Ουαϊόμινγκ που μοιάζουν πολύ με αποθέσεις πάγου καλυμμένες με συντρίμμια που έχουν εντοπιστεί στον Κόκκινο Πλανήτη, σύμφωνα με δήλωση του πανεπιστημίου.
«Αν θέλετε να αποφασίσετε πού να κάνετε γεωτρήσεις στον Άρη, πρέπει να ξέρετε αν ο πάγος που προσπαθείτε να βρείτε βρίσκεται κάτω από ένα μέτρο συντριμμιών ή από δέκα», δήλωσε ο Ρομπέρτο Αγκιλάρ, κύριος συγγραφέας της μελέτης και διδακτορικός ερευνητής στο Εργαστήριο Σεληνιακών και Πλανητικών Ερευνών του Πανεπιστημίου της Αριζόνα. «Αυτού του είδους τις πληροφορίες μπορεί να παρέχει ένα σύστημα που βασίζεται σε drones».
Εδώ και δεκαετίες, οι αποστολές στον Άρη βασίζονται σε τροχιακά ραντάρ, όπως το ραντάρ SHARAD (Shallow Radar) που βρίσκεται επί του Mars Reconnaissance Orbiter της NASA, για τον εντοπισμό πάγου κάτω από την επιφάνεια. Τα συστήματα αυτά έχουν επιβεβαιώσει ότι τεράστιες ποσότητες πάγου νερού βρίσκονται εγκλωβισμένες κάτω από στρώματα βράχων και σκόνης, ιδίως στα μεσαία γεωγραφικά πλάτη του πλανήτη. Ωστόσο, ενώ οι δορυφόροι μπορούν να εντοπίσουν μεγάλες αποθέσεις πάγου, δυσκολεύονται να διακρίνουν λεπτομέρειες κοντά στην επιφάνεια — συμπεριλαμβανομένου του ακριβούς βάθους στο οποίο βρίσκεται ο πάγος και του πάχους των υπερκείμενων συντριμμιών, εξήγησε ο Aguilar στη δήλωση.
Αυτός ο περιορισμός είναι κρίσιμος. Για μελλοντικές αποστολές, το να γνωρίζουμε αν ο πάγος είναι θαμμένος κάτω από ένα μέτρο χαλαρών συντριμμιών ή δεκάδες μέτρα σκληρυμένου υλικού θα μπορούσε να καθορίσει αν είναι καθόλου προσβάσιμος.
Η μελέτη δείχνει ότι το ραντάρ με βάση τα drones μπορεί να καλύψει αυτό το κενό. Πετώντας χαμηλά πάνω από παγετώνες στην Αλάσκα και το Ουαϊόμινγκ, οι ερευνητές χαρτογράφησαν το πάχος του πάγου, εντόπισαν στρώματα συντριμμιών πάχους μόλις μερικών ποδιών και αποκάλυψαν εσωτερικές δομές μέσα στον πάγο. Τα αποτελέσματα επικυρώθηκαν με επιτόπιες μετρήσεις από ανασκαφές και γεωτρήσεις, καθώς και με προσομοιώσεις που επιβεβαίωσαν ότι τα σήματα ραντάρ προέρχονταν από κάτω από τα συντρίμμια.
Στον Άρη, παρόμοια συστήματα θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν τον θαμμένο πάγο και να χαρτογραφήσουν τα συντρίμμια που βρίσκονται από πάνω του, αποκαλύπτοντας χαρακτηριστικά που οι δορυφόροι δεν μπορούν να δουν. Αντί να πραγματοποιούν γεωτρήσεις στα τυφλά, οι υπεύθυνοι σχεδιασμού των αποστολών θα μπορούσαν να στοχεύουν σε τοποθεσίες όπου ο πάγος βρίσκεται πιο κοντά στην επιφάνεια, παρέχοντας μια σαφέστερη εικόνα του βάθους και της κατανομής του.
«Γνωρίζαμε ήδη ότι το ραντάρ διείσδυσης εδάφους λειτουργεί, αλλά αυτή ήταν η πρώτη φορά που το τοποθετήσαμε σε drones και δοκιμάσαμε πώς θα μπορούσαμε να το εφαρμόσουμε στην πράξη», δήλωσε ο Aguilar στην ανακοίνωση. «Για παράδειγμα, μάθαμε σε ποιο υψόμετρο και με ποια ταχύτητα πρέπει να πετάει το drone, καθώς και τη σημασία της πτήσης προς την κατεύθυνση της ροής του παγετώνα, και πώς να διασφαλίσουμε ότι το ραντάρ ήταν σωστά ευθυγραμμισμένο για να ανιχνεύει τον πάγο».
Αντί να αντικαταστήσουν τους δορυφόρους ή τα οχήματα εξερεύνησης, τα drones θα μπορούσαν πιθανώς να χρησιμεύσουν ως ενδιάμεσοι ανιχνευτές σε μια πολυεπίπεδη στρατηγική εξερεύνησης: οι δορυφόροι εντοπίζουν ευρείες περιοχές, τα drones βελτιώνουν αυτούς τους χάρτες σε υψηλή ανάλυση και οι αποστολές στην επιφάνεια πραγματοποιούν γεωτρήσεις και αναλύσεις. Αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να μειώσει τον κίνδυνο και να βελτιώσει την αποδοτικότητα, καθοδηγώντας τις αποστολές προς τις πιο υποσχόμενες τοποθεσίες.
Οι επιπτώσεις δεν περιορίζονται μόνο στον τομέα της εφοδιαστικής. Ο πάγος νερού στον Άρη αποτελεί τόσο ένα επιστημονικό αρχείο των κλιματικών συνθηκών του παρελθόντος όσο και έναν πιθανό πόρο για τους μελλοντικούς αστροναύτες, καθώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παροχή πόσιμου νερού, την παραγωγή οξυγόνου και τη γεωργία. Η επιλογή των κατάλληλων τοποθεσιών θα μπορούσε επίσης να αυξήσει τις πιθανότητες ανίχνευσης ενδείξεων παλαιότερης ζωής.
Η ιδέα βασίζεται στο ελικόπτερο Ingenuity της NASA, το οποίο απέδειξε τη δυνατότητα πτήσης με κινητήρα στην αραιή ατμόσφαιρα του Άρη και άνοιξε το δρόμο για πιο εξελιγμένες εναέριες επιστημονικές πλατφόρμες.
«Γεφυρώνουμε το χάσμα μεταξύ των σημερινών τροχιακών παρατηρήσεων και ενός πιο μακρινού μέλλοντος, όπου οι αστροναύτες θα προσγειωθούν στον Άρη και θα πραγματοποιήσουν παρατηρήσεις από το έδαφος», δήλωσε ο Aguilar στην ανακοίνωση. «Αυτό μας δίνει τη δυνατότητα να ερευνήσουμε τους παγετώνες τώρα, από τον αέρα.»
Η μελέτη δεν προτείνει την αντικατάσταση των υφιστάμενων αρχιτεκτονικών αποστολών, αλλά την ενίσχυσή τους με εναέρια συστήματα που καθιστούν την εξερεύνηση πιο ακριβή και ευέλικτη. Δανειζόμενοι τεχνικές από μελέτες παγετώνων στη Γη, οι επιστήμονες μετατρέπουν την ανίχνευση του θαμμένου πάγου σε κάτι πολύ πιο πρακτικό για τη μελλοντική εξερεύνηση του Άρη.
Τα ευρήματά τους δημοσιεύθηκαν στις 24 Μαρτίου στο περιοδικό Journal of Geophysical Research: Planets.
