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¿Cómo podrán los astronautas de la NASA encontrar y recolectar agua en Marte?

¿Cómo podrán los astronautas de la NASA encontrar y recolectar agua en Marte?

Durante décadas, el sueño de enviar humanos a otros planetas ha ocupado la mente de todos los astrónomos y astronautas, y con el interés por explorar Marte en los últimos años, parece que algún día en el no muy lejano y no muy lejano futuro, esto El sueño se hará realidad. Pero tenemos mucho trabajo por hacer antes de que estemos listos para poner un pie en Red Soil.

De todos los recursos que necesitarán los viajeros a Marte, el agua es el más importante, no solo para beber, sino también para producir cohetes y otros materiales vitales como el oxígeno. Y si queremos que los astronautas puedan cultivar y comer alimentos frescos, necesitaremos mucha agua para que las plantas sigan creciendo.

Pero al menos a primera vista, Marte parece un desierto inhabitable y muy seco. Hoy no hay lagos, ríos ni cascadas. Pero, ¿de dónde proviene esta cantidad de agua que necesitan los astronautas? El sitio web de Digital Trends entrevista a tres expertos que tienen la respuesta a esta importante pregunta.

Encuentra agua en Marte

Aunque estamos a años de establecer una sede en pleno funcionamiento en la superficie de Marte, varias agencias espaciales como la NASA ya están pensando en solucionar el problema del suministro de agua. Llevar agua de la Tierra a Marte es muy irracional e imposible: nuestros cohetes no son capaces de transportar cantidades tan enormes de agua. Por lo tanto, necesitamos recolectar agua de nuestro entorno marciano y, para ello, debemos saber dónde se encuentran las reservas de agua en el planeta rojo.

La buena noticia es que hay mucha agua en forma de hielo en la superficie de Marte, la mala noticia es que llegar a estas regiones frías crea nuevos desafíos.

La buena noticia es que se encuentra una gran cantidad de agua en la superficie de Marte en forma de hielo, incluidos los recursos hídricos del planeta, como los polos y enormes pozos en su superficie. La mala noticia es que llegar a estas regiones frías plantea nuevos desafíos: por ejemplo, uno de los desafíos es la cantidad de energía necesaria para mantener calientes a los humanos y las máquinas a temperaturas tan bajas como menos 240 grados Fahrenheit. Es por eso que la mayoría de las misiones de Marte se enfocan en áreas con latitudes moderadas y la temperatura es más adecuada para la vida humana.

No encontrará hielo en la superficie de estas áreas de Marte. Pero aún es posible acceder a ellos bajo tierra. Pero a menos que desee enviar astronautas con una pala en la mano a todas las partes de Marte para cavar la tierra pero alcanzar el hielo, necesitará una forma rápida y eficiente de mapear la capa inferior de Marte y encontrar reservas de agua.

Marcos

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Garth Morgan y Tan Potzig del Planetary Science Institute están trabajando exactamente en ese desafío con el proyecto Subsurface Water Ice Mapping (o SWIM). Ellos y sus colegas tomaron 20 años de datos de cinco satélites en órbita alrededor de Marte y comenzaron a mapear áreas del planeta rojo donde posiblemente se pudiera encontrar hielo. Cada uno de los conjuntos de datos disponibles, como los datos de radar o los indicadores de hidrógeno, solo puede brindarle cierta información sobre la presencia de hielo en una ubicación en particular. Pero cuando combina todos estos datos, puede descubrir con mayor precisión y eficacia los lugares donde hay hielo.

Su objetivo es ayudar a la NASA a encontrar los mejores lugares de aterrizaje posibles para las tripulaciones. De esta manera, los astronautas pueden acceder al hielo debajo de la superficie de Marte, al mismo tiempo que obtienen la libertad de determinar los puntos que vale la pena explorar científicamente.

Dado que los métodos basados ​​en sensores solo pueden proporcionar una estimación del contenido del hielo subterráneo, será difícil determinar la profundidad de la ubicación del hielo.

“Se supone que la tecnología y la ingeniería dan sentido a cómo los humanos llegan a Marte”, explica Morgan. Y existen muchas limitaciones en esta área. La NASA pide a la comunidad científica que encuentre los mejores lugares posibles para la investigación científica. Puntos interesantes y fascinantes para el aterrizaje. “Así que nuestro trabajo es cerrar la brecha entre las dos demandas y dar a los equipos de tecnología e ingeniería una idea general de dónde están los recursos de Mars”.

Su mapa final puede mostrar dónde es probable que se encuentre el hielo, pero solo funcionará correctamente si el hielo está a menos de 5 metros por debajo de la superficie de Marte. Dado que los métodos basados ​​en sensores solo pueden proporcionar una estimación aproximada del contenido de hielo subterráneo, será difícil determinar a qué profundidad se encuentra este material crítico. Y la diferencia entre el acceso al hielo, que está a solo unos centímetros de la superficie, y el hielo escondido a pocos metros bajo rocas duras es como la diferencia entre la tierra y el cielo.

Una nueva herramienta para detectar hielo

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Para averiguar qué tan profundo es el hielo en Marte, necesitamos nuevos esfuerzos, como el Mars Ice Mapper: una nave espacial construida conjuntamente por la NASA y otras agencias espaciales internacionales para ser enviada a la órbita alrededor de Marte, utilizando dos tipos diferentes de radar para detectar el profundidad del hielo debajo de la superficie del planeta.

“La idea principal es utilizar un radar de mayor resolución y mayor frecuencia”, explica Putzig. La misión de mapeo del hielo aún se encuentra en la fase conceptual, y Putzig y Morgan no están directamente involucrados en el proceso. Pero están familiarizados con los conceptos presentados para esta misión y han oído hablar de ella a otros científicos. Para que los dos puedan compartir más detalles sobre cómo funciona la misión.

Cuando combinas estos dos métodos, “se obtiene un mapa multidimensional” y entonces sabrás por dónde empezar a excavar.

El primer método que utilizará el sistema de cartografía es la formación de imágenes por radar de apertura artificial. Este método implica un radar que se coloca en un cierto ángulo con respecto a la superficie de Marte y “muestra la distribución del hielo poco profundo”. “Con este método, puede mapear un área grande con relativa rapidez”, explica Putzig.

El segundo método es la medición de profundidad por radar. El radar se coloca directamente hacia abajo y encima de una capa de hielo. Esto se puede usar para determinar qué tan profunda es la capa de hielo. Cuando combinas los dos métodos, “se obtiene un mapa multidimensional” y entonces sabrás por dónde empezar a excavar.

Acceso al agua después de encontrarla.

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En el proceso de recolección de agua, encontrar agua es solo el primer paso. Para obtener agua limpia y segura para beber y otros usos del hielo sólido debajo de la superficie del planeta, también necesitamos encontrar una manera de extraer y procesar el hielo. Si sabe exactamente qué profundidad tiene el hielo y cree que hay una cantidad significativa de hielo en un punto determinado, puede perforar el suelo para acceder a él. El problema es que necesita saber exactamente qué tipo de roca está perforando para poder llevar las herramientas adecuadas a Marte, según Sydney Doe, director del Proyecto del Laboratorio de Propulsión a Chorro de Agua de Marte en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

Para obtener agua limpia y segura para beber y otros usos del hielo sólido debajo de la superficie del planeta, también necesitamos encontrar una manera de extraer y procesar el hielo.

Actualmente, el conocimiento de los científicos sobre la composición de la superficie de Marte y su subsuelo es muy limitado, lo que ha provocado problemas con algunas misiones a Marte, como InSight. En esta misión, el módulo de aterrizaje no pudo ir por debajo de la superficie del planeta, porque el nivel de fricción del suelo fue ligeramente diferente al esperado. Por lo tanto, necesitamos más información sobre las formaciones rocosas en áreas específicas para poder diseñar perforaciones que hagan un túnel en ellas.

Tan pronto como hagas un agujero en el suelo y llegues al hielo, puedes usar un sistema llamado Rodríguez, que actualmente se usa en el suelo en áreas como la Antártida. Básicamente, con este sistema, colocas barras calientes en el orificio perforado que derrite el hielo y crea un pozo de agua líquida que se puede extraer. Necesitará energía en forma de calor para hacer esto, pero Rodríguez es una de las mejores formas de obtener grandes cantidades de agua.

Piedras horneadas

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Hay otra opción para recolectar agua: podemos obtenerla de minerales hidratados, que se encuentran en abundancia en muchas partes de Marte. Las piedras como el yeso javanés son agua, y si las tritura y luego las cocina, puede separarlas y recolectar el agua.

Para identificar estos minerales hidratados de la órbita de Marte, los investigadores deben utilizar una técnica llamada espectroscopia de reflectancia.

Pero identificar estos minerales no es una tarea fácil. Para identificar estos minerales hidratados de la órbita alrededor de Marte, los investigadores deben utilizar una técnica llamada espectroscopia de reflectancia. El equipo integrado en la nave espacial que orbita Marte puede detectar el reflejo de la luz solar desde la superficie de Marte. Algunas longitudes de onda de luz reflejada son absorbidas por ciertos minerales y los investigadores pueden identificar de qué están hechas las rocas subyacentes. Pero esta señal solo se aplica al área observada y algunos productos químicos absorben las mismas longitudes de onda. Así que decodificar diferentes señales puede ser un nuevo desafío en sí mismo.

“Me gusta describir la situación así: Recibiste un pastel”, dice Do. Ahora debes tratar de averiguar de qué materiales está hecho el pastel y cuánto de cada material se usa para hacer el pastel. “Esto es básicamente lo que hacemos con las señales reflejadas”.

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