В 2007 году, искусственный спутник Марса заметил семь темных пятен вблизи экватора планеты, которые, по мнению учёных, могут быть входами в подповерхностные марсианские пещеры.

Отверстия размером с футбольное поле наблюдались прибором THEMIS (THermal EMission Imaging System – ТЕрмоЭМиссонная Изображающая Система) и были названы именами семи сестёр —Даны, Хлои, Венди, Энни, Эбби, Никки и Жанны, в честь родственников исследователей, которые нашли отверстия. Потенциальные пещеры были замечены вблизи массивного марсианского вулкана, горы Арсия. Ширина отверстий находится в диапазоне примерно от 100 до 250 метров, и одно из них, Дена, как полагают, уходит почти на 130 метров под поверхность планеты.

Исследователи надеются, что открытие приведет к более целенаправленным спелеоисследованиям Марса.

«Пещеры на Марсе могут стать средой обитания для будущих исследователей или могут быть единственными структурами, сохранившими свидетельства прошлой или настоящей микробной жизни», — сказал Гленн Кушинг из университета Северной Аризоны, который впервые обнаружил черные области на фотографиях.

Здесь, на Земле, стремятся усовершенствовать алгоритмы работы прибора THEMIS в видимом и инфракрасном спектрах, используемх для поиска марсианских пещер, а также стремятся разработать роботов, которые могут в один прекрасный день войти в пещеры и исследовать их.

 

Работы на Земле

Проект, названный программой обнаружения пещер Земли-Марса, готовится ко второй фазе, в ходе которой ученые будут тестировать свои методы в «марсоподобных районах» — наземной среде с чертами марсианских ландшафтов. Эти участки будут включать в себя сухие, холмистые пустынные районы, такие как Мохаве в Калифорнии и Атакама в Чили, а также холодные районы, как в Исландии и Антарктиде.

В ходе первого этапа проекта, исследователи определили заметность в тепловом диапазоне десятка пещер в Аризоне и Нью-Мексико с использованием экспериментального инфракрасного детектора на борту самолета, называемого Quantum Well Infrared Photodetector (QWIP), также данные собирались с помощью портативного тепловизора.

Обнаружение пещер с использованием QWIP работает с помощью поиска участков поверхности, где температура отличаются от окружающей среды. Внутри пещеры, температура почти постоянна, из-за недостатка солнечного света. Снаружи температуры изменяются с восходом и заходом Солнца. На входе в пещеру, эти два температурных режима смешиваются, создавая уникальную тепловую подпись, которая, в зависимости от времени суток, может быть теплее или холоднее, чем окружающее пространство.

«Пещеры проявляются как горячие участки в море холода, или как холодные в море тепла», — сказал член исследовательской группы Мурза Джабвала, инженер центра космически полётов Годдарда.

Полученные данные выглядят многообещающими. В серии изображений, полученных в ходе 24-часовой тепловизионной съёмки ксенолитовых пещер в Нью-Мексико, пещерные входы можно ясно видеть на некоторых изображениях.

 

«Это прямо бросается в глаза, — сказал Джут Уинн, биоспелеолог из Геологической службы США и университета Северной Аризоны, — На ночных снимках пещера видна, как сверкающая новогодняя елка в предрассветный час. Днём видно гораздо хуже».

В фазе 2, исследователи настроят свою технику, чтобы получить лучшие длины волн и определят оптимальное время для охоты на пещеры. «Мы определим эти положения, а затем применим их на марсианском спутнике», — сказал Уинн, который также является руководителем программы обнаружения пещер Земли-Марса.

 

Автоматические исследователи пещер

Команда проекта также проектирует роботов, которые могут исследовать пещеры на Марсе после того, как пещеры будут найдены. Натали Каброль, планетарный геолог из центра имени Эймса и института SETI, будет участвовать в этой части проекта.

Каброль — ветеран марсианской робототехники. Перед тем как Спирит и Оппортьюнити были отправлены на Марс, она помогла инженерам усовершенствовать проекты с помощью полевых испытаний марсоходов в пустыне Атакама в Чили.

Исследователям, возможно, придётся разрабатывать разные модели робоспелеологов. «Есть много типов пещер, — сказала Каброль в телефонном интервью, — Может быть, мы разработаем один очень универсальный проект… или мы могли бы, в конечном итоге, пользоваться несколькими моделями».

«Если пещеры имеют  простую структуру, как лавовые трубки — пещеры, проделанные потоком магмы, относительно простые и прямые, то робот-марсоход сможет работать, — сказала Каброль, —  Я сомневаюсь, что марсоход, оснащенный как нынешние марсоходы, будет хорошо работать в пещере с более сложной геометрией».

 

Открыты для идей

Исследователи также рассматривают другие роботизированные проекты, включая отправку нескольких миниатюрных роботов в пещеру.

«Вы могли бы сбросить множество микророботов на район, где, по вашему нению, есть пещера», — сказал Уинн SPACE.com. Микророботы могут затем использовать сонар или какой-либо другой способ, чтобы подтвердить наличие пещеры и отметить её местоположение.

«Вне зависимости от конструкций роботов, они должны быть гибкими, иметь некоторые базовые алгоритмы искусственного интеллекта, иметь отличное ночное зрение и иметь возможность общаться друг с другом по какому-то инновационному каналу, так как обычная радиосвязь может не работать а в пещерах», — сказала Каброль.

«Мы, по большей части, в начале исследований этого вопроса», — добавила она, — «Это очень интересно. Сейчас то время, когда идеи витают в воздухе».

Кер Тан