冰层数据揭示的火星历史

我们距离“火星上提取水冰”技术有多近-“就像岩石样本提供的火星早期历史数据一样，冰也会为我们提供火星近期数据”

钻探水冰通过红水技术在火星上深入钻探冰层。（图片来源：Honeybee Robotics）

目前正在火星上深入挖掘。如何最好地提取地下冰以产生饮用水、火箭燃料和红色星球上的其他有用资源方面，进展显而易见。但是从火星的顶部钻到可用的冰层水库并不是一个成功的计划。应对这一挑战的是蜜蜂机器人公司，该公司将其方法称为红水概念。

双重目的

火星冰钻硬件包括盘管和“红井”方法。（图片来源：蜂蜜机器人）

“红水已被证明是火星深层钻探的正确架构，”加州阿尔塔迪纳的蜜蜂机器人公司（Honeybee Robotics）勘探技术部门副总裁克里斯·扎尼（Kris Zacny）说。扎尼说，红水可以有双重用途，用于科学勘探和水开采。“这是一个双赢。我们正处于这样一个位置，这项技术可以被注入到下一个火星任务中，”他告诉空间网站。

最近发现，红色星球上的地下冰与红水可以很好地融合在一起。根据多年火星轨道飞行器收集数据显示，火星表面三分之一包含靠近表面的冰，以及更深的冰盖。

在钻探水冰显示，今年早些时候，航天局的火星快车探测器的观测表明，在地球上的某些地方，水冰层延伸到地面以下数英里。本月在第55届月球和行星科学会议上发表的关于一个以前从未见过的火山的报告，增加了火星冰的故事。新的研究推测，在这种严重侵蚀的特征下，冰川冰可能仍然存在，保存在火星上相对温暖的赤道地区的表面附近。红水系统在蜜蜂机器人的冷室中进行端到端测试，以模拟火星上的超冷条件。

与此同时，蜜蜂技术专家最近在公司的冷室中完成了对红水系统的端到端测试，该公司的系统工程师乔.炰麻斯基在空间网站上说，这项工作是通过航空航天局的探索合作飞船的下一个空间技术的资助进行的。红水系统利用两种经过验证的陆地技术，这些技术已经投入使用，支持格陵兰和南极洲的极地作业。它们是盘绕的油管，从表面解开进入下面的冰，这就是所谓的罗德里格斯井，或“罗德井”概念。红井是一种融化地下冰井并将液态水泵到地表的方法。（以碎片覆盖的冰川或冰盖形式的水冰，可能有数百米厚。）

在火星的中纬度地区，已经发现并绘制了以碎片覆盖的冰川或冰原形式的水冰，厚度可能达数百米。那是未来人类远征前哨的有利地点。

SWIM团队

奈森尼尔.普特扎格是位于科罗拉多州莱克伍德的行星科学研究所办公室的副主任和高级科学家。作为火星地下水冰测绘（SWIM）项目团队的联合负责人，普特扎格和同事们正忙于绘制火星上中纬度冰的位置和深度。他们现在正在结束SWIM工作的第三阶段，该工作明确旨在帮助确定未来国际火星冰测绘仪（I-MIM）任务概念的目标优先级。

冰冲刷

火星大约三分之一的区域-火星表面下方有冰。在这颗红色星球的中纬度地区，许多撞击坑充满了光滑的物质，可能是覆盖着一些污垢的冰。

作为一种携带雷达的轨道飞行器，I-MIM是NASA与意大利航天局，宇宙航空研究开发机构（JAXA）和加拿大航天局合作的一项计划来开发一个能探测冰层的火星轨道器。I-MIM的主要目标是描述地球中低纬度地区水冰的范围和体积。普特扎格说，他感觉到NASA和其他国际合作伙伴都急于追求I-MIM任务。

钻探水冰普特扎格说，他感觉到NASA和其他国际合作伙伴都急于追求I-MIM任务。然而，普齐格观察到，这项工作存在重大的预算不确定性，当然在NASA方面，也许其他机构也是如此。“这使得国际合作伙伴难以敲定协议，并开始积极设计和建造任务硬件和仪器。目前横向数据、纵向数据采集集中存在不确定性，因此需要更多的研究，特别是新的轨道雷达探测能力。一旦掌握了这些信息，就可以在火星中纬度地区的着陆点尺度上确定和表征埋藏的冰。“也就是说，原则上可以将着陆任务发送到更高纬度或新撞击暴露冰的位置，并确保使用钻头在地下遇到冰，而无需首先获得额外的数据，对于这些位置，冰的横向和垂直范围和浓度将受到很好的限制。”

硬事实

宇航局的凤凰火星着陆器任务是在2008年挖土和探测火星北极冰。

安大略省多伦多约克大学的副教授艾萨克·史密斯解释说，在冰层中钻进1米（3.3英尺）都很困难。他也是行星科学研究所的高级科学家，总部位于亚利桑那州图森。在地球上进行这种钻探需要大量的热能或电力以及大量的人力。“当冰比零下40摄氏度（零下40华氏度）冷得多时，就像火星上的所有冰一样，它特别坚硬，”史密斯说。史密斯说，2008年宇航局凤凰号火星着陆器任务就是这样。这艘有腿的静止航天器在比以往任何一次任务都更靠北的星球上降落，纬度相当于阿拉斯加北部的纬度，然后舀起火星土壤，检查并发现水冰。“凤凰号着陆器的冰水泥土壤很难挖，但任何在冬天住在加拿大的人都知道，当地面结冰时，不要去后院挖。史密斯指出。

时间冻结

埋在火星赤道的水冰厚度超过2英里，火星上奇怪的地下多边形暗示红色星球的潮湿过去，火星快车轨道飞行器表明红色星球上存在古代微生物生命，水和火山活动的证据。史密斯说，仔细采样火星上的任何冰将产生大量科学回报。“极地冰可以给你一个气候历史的详细记录”

钻探水冰“极地冰可以为你提供气候历史的详细记录；中纬度冰可以成为未来太空探索的资源，是在火星上寻找生命的下一个前沿。史密斯建议。“就像获得岩石样本可以提供火星早期历史的线索一样，冰将为我们提供火星近期历史的线索。

史密斯说，但到达数十米或更深的深度是一项艰巨的任务。他说，这样做是非常耗能的，需要大量的人为干预，即使在地球上也是如此。“在可预见的未来，这将不得不由火星上的机器人完成，可能需要很长一段时间，这需要额外的鲁棒性，这增加了成本，还有一些我们还没有的电源。史密斯说。“从长远来看，这是可行的，蜜蜂机器人可能是构建它的公司。

By: Leonard David

FY: 何丹怀

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