Курс на Марс. Самый реалистичный проект полета к Красной планете

Следующий после рассолов интересный источник воды на Марсе – лед. Большие залежи водяного льда есть в северной полярной шапке планеты, но это не то место, где имеет смысл строить базу. Мы не видим ни одного крупного постоянного отложения льда южнее 70° с.ш., но, если верить теории, за 40° с.ш. подземные льды должны проявлять устойчивость к таянию уже на глубине в метр от поверхности. Впрочем, могут встречаться локальные аномалии. В Колорадо, где я живу, на северной стороне дома может быть зима, а на южной – лето и даже в середине жаркого августа в тенистых впадинах на северных склонах холмов нередко встречается снег. Поэтому я вполне допускаю, что в некоторых холодных расщелинах, лавовых трубках, пещерах или на затененных северных сторонах возвышенностей на Марсе лед можно найти даже в тех областях, в отношении которых климатические модели предсказывают, что его там не может быть. Кстати, практика подтвердила, что дело обстоит именно так. Наблюдения, проведенные «Марс Реконнэйсенс Орбитер» и опубликованные в 2009 году, показали чистый водяной лед на глубине в несколько футов в пяти относительно новых кратерах, расположенных между 43° и 56° с.ш. (Три места находятся в четырехугольной области Кебрения; их координаты таковы: 55,57° с.ш. и 150,62° в.д., 43,28° с.ш. и 176,9° в.д., 45° с.ш. и 164,5° в.д. Два других расположены в четырехугольнике Диакрия: 46,7° с.ш. и 176,8° в.д., 46,33° с.ш. и 176,9° в.д.) Это открытие доказывает, что вода доступна на Марсе в средних широтах.

Тем не менее такие запасы чистого льда в неполярной области можно найти далеко не везде. Марсианским исследователям гораздо чаще придется иметь дело с вечной мерзлотой или заледеневшей грязью. Эти источники могут содержать большое количество воды, но тем, кто будет добывать ее, вероятно, придется воспользоваться динамитом. Вечная мерзлота при марсианских температурах должна быть довольно неподатливым материалом. Кстати, в некоторых ситуациях ее можно рассматривать как превосходный местный строительный материал. Блоки из смерзшегося грунта гораздо крепче, чем обожженные кирпичи из красной глины, для их изготовления не нужна печь, а скреплять их можно без строительного раствора. А еще такой блок – это запас воды, достаточно просто расплавить его.

Все рассмотренные ранее подходы к поиску и добыче воды можно назвать героическими. Теперь давайте взглянем на какие-нибудь более обыденные, промышленные методы.

В марсианском грунте есть некоторое количество воды. Мы это точно знаем, потому что случайные образцы, взятые с поверхности на глубине до 10 сантиметров на обеих посадочных площадках «Викинга», содержали по весу около 1 % воды. Это не так уж плохо, но на самом деле тест был не совсем достоверным, потому что грунт на поверхности Марса самый сухой. Образцы нагревали в течение всего 30 секунд до температуры 500 °C и, более того, перед экспериментом их хранили в открытом сосуде при 15 °C в течение нескольких дней. Так как эта температура намного выше, чем средняя марсианская, очень высоки шансы, что значительное количество воды из образцов испарилось. На основании результатов «Викингов» можно с уверенностью предположить, что среднестатистический марсианский грунт содержит не менее 4 % воды. Впоследствии это предположение подтвердил орбитальный зонд «Марс Одиссей». А некоторые грунты, вероятно, будут еще более влажными. Так, на Марсе есть соли, обычно содержащие до 10 % химически связанной воды, которая может выделяться при нагревании. Распространенные на Красной планете глины тоже отлично адсорбируют воду. Например, в SNC-метеоритах была найдена смектитовая глина, также известная как «разбухающая», потому что она способна поглотить несколько процентов воды по отношению к своему весу. Во многих SNC-метеоритах также был найден минеральный гипс (CaSO

₄ × 2Н₂

O). Вполне вероятно, что он довольно распространен на Марсе, потому что серы и кальция на обеих посадочных площадках «Викингов» обнаружилось гораздо больше (в сорок и в три раза соответственно), чем в среднем в почвах на Земле. Гипс может включать более 20 % воды по весу.

Рис. 7.3. Система для извлечения воды из марсианского грунта: грузовик, печь и отвал шлака (рисунок Майкла Кэрролла)