Дроны, оснащённые радарами, способны помочь марсианским аппаратам более точно определять места для бурения в поисках водных ресурсов. Исследовательская группа из Университета Аризоны (University of Arizona) под руководством Роберто Агилара (Roberto Aguilar) продемонстрировала, что георадар, установленный на беспилотнике, с высокой точностью составляет карты погребённых ледников на Аляске и в Вайоминге — эти объекты служат земными аналогами ледяных отложений на Красной планете.
Источник изображения: Jack W. Holt / space.com, agupubs.onlinelibrary.wiley.com
Результаты исследования были опубликованы 24 марта в журнале Journal of Geophysical Research. Георадар, смонтированный на дроне, измерял толщину обломочного слоя горных пород, покрывающего ледяные залежи, а также внутреннюю структуру самого льда — задачи, которые недоступны орбитальным радиолокационным системам. На небольшой высоте над ледниками Аляски и Вайоминга учёные создавали карты толщины льда и фиксировали слои горных обломков толщиной всего в несколько футов. Точность полученных данных была подтверждена полевыми измерениями в шурфах, в ходе бурения и с помощью численного моделирования.
«Чтобы принять решение о месте бурения на Марсе, необходимо понимать, находится ли искомый лёд под одним метром обломочного материала или под десятью, — отметил Агилар, аспирант Лунно-планетной лаборатории (Lunar and Planetary Laboratory) Университета Аризоны. — Именно такую информацию может предоставить система, основанная на использовании беспилотников».
На протяжении десятилетий марсианские миссии искали подповерхностный лёд с помощью орбитальных радаров — в частности, с использованием радара подповерхностного зондирования SHARAD, установленного на аппарате NASA Mars Reconnaissance Orbiter (MRO). Данные, полученные с орбиты, подтвердили, что под слоями породы и пыли в средних широтах планеты скрыты огромные объёмы водяного льда. Однако точная глубина залегания льда и толщина перекрывающего его обломочного слоя остались невыясненными — а именно эти параметры определяют, возможно ли вообще добраться до искомого ресурса.
На левой части иллюстрации представлена архитектурная схема системы, а справа запечатлён дрон DJI M600 Pro, оснащённый георадаром MALA Geodrone 80, на стартовой площадке каменного ледника Галена-Крик; белые цилиндрические элементы представляют собой антенны длиной 1,04 метра, расположенные с интервалом 0,5 метра, а для наглядности масштаба рядом помещена консервная банка. Автор изображения: agupubs.onlinelibrary.wiley.com
«Ранее нам было известно, что георадар функционирует, однако мы впервые интегрировали его в беспилотные аппараты и протестировали практическое применение этой технологии, — отметил Агилар. — В ходе работы мы определили оптимальную высоту и скорость полёта дрона, выяснили, почему важно двигаться по направлению течения ледника, и установили, как правильно ориентировать радар для эффективного улавливания отражённых сигналов от льда».
В перспективе беспилотники, скорее всего, не вытеснят орбитальные станции и марсоходы, а станут связующим звеном в многоуровневой системе разведки: спутниковые приборы будут определять крупные зоны, дроны — уточнять карты с высокой детализацией, а наземные экспедиции — проводить бурение и анализ. Подобная стратегия способна уменьшить риски и направить миссии в наиболее перспективные районы.
Водяной лёд на Марсе представляет собой одновременно научный архив древних климатических условий и ценный ресурс для будущих покорителей планеты: он может служить источником питьевой воды, сырьём для получения кислорода и основой для сельского хозяйства. Кроме того, точный выбор локации может увеличить вероятность обнаружения следов прошлой жизни на планете.
Автор изображения: Michael Daniel / space.com, tapir.lpl.arizona.edu
Данная концепция основана на опыте вертолёта NASA Ingenuity, который доказал возможность полёта с двигателем в разреженной марсианской атмосфере и открыл дорогу для создания более совершенных летающих научных платформ. «Мы устраняем разрыв между текущими наблюдениями с орбиты и более отдалённым будущим, когда астронавты ступят на Марс и будут проводить исследования на поверхности, — заявил Агилар. — Это позволяет уже сейчас изучать ледники с воздуха».
