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第一批登陆火星的人类将面临的最大障碍之一是缺水。

饮用、粮食种植、甚至回程的火箭燃料都需要水,缺乏可获得的液态水是一个重大问题。

然而,火星上确实有巨大的冰层,美国国家航空航天局的一项新研究称,这些冰层可以用来打水井,生产足够的水来维持人类的生活。

去年,人们在火星上发现了埋藏的冰川,这一“颠覆性”的进展可能会为第一批前往火星的人类游客提供无限的水。

研究人员说,侵蚀已经暴露了8个冰点,其中一些冰点在地表以下几英尺(1米)处,有的甚至深达100米甚至更深。

研究人员分析了2005年发射的火星勘测轨道飞行器(Mars Reconnaissance Orbiter)的数据。他们说,这些地下悬崖似乎“几乎是纯冰”。

现在,美国国家航空航天局(NASA)的一项研究模拟了地球上使用的水井如何被用来钻探和融化冰。

德克萨斯航空航天公司(Aerospace Corporation)的霍夫曼(Stephen Hoffman)领导的研究小组写道,火星表面曾经有大量的水在流动,但人们普遍认为火星表面现在已经完全干燥。

“最近,几项研究表明,在地表的许多地方都有潜在的大量水源,包括被认为是未来人类任务的候选区域。”

如果这些蓄水池能够用于支持人类的火星任务,那么这些任务的方式可能会发生巨大变化。

该团队研究了一种名为罗德里格斯井(Rodriguez well)的油藏,或称罗德井(Rod well),是美国陆军在上世纪60年代初为格陵兰岛的营地开发的。

从那时起,它们就被用于偏远地区,包括阿蒙森-斯科特南极站。

研究小组在报告中写道:“通过对从这些埋藏的冰层中取水和取水的现有技术的回顾,我们发现了一种在火星环境中似乎可行的技术:在覆盖的碎屑层中钻孔,通过在适当的位置加热冰层来建立一个地下水库。”

罗德井的工作原理是在地下钻入冰中,融化一些冰,形成一个池子,然后从池子里把水抽上来。

通过持续向池中泵入热量,就形成了一个蓄水池和一个连续的供水系统。

火星上的一口罗德井每天可以生产380升水。

这个数字接近美国人均每日用水量,但却是国际空间站每位宇航员每天用水量的10倍左右。

美国《科学》杂志最近发表的一份报告称,尽管人们早就知道火星上存在冰,但更好地了解其深度和位置可能对未来的人类探险家至关重要。

亚利桑那大学月球和行星实验室的Shane Byrne说:“人类无论走到哪里都需要水,携带水非常沉重。”

“以前从火星提取人类可用水的想法是将水从非常干燥的大气中提取出来,或者分解含有水的岩石。”

“在这里,我们认为地表下埋藏着几乎纯净的水冰。”

Byrne说,这不是一个高科技解决方案。

“你可以带着水桶和铲子出去收集你需要的水。我认为这也是一种颠覆性的改变。”

“它也离人类可能会登陆的地方更近,而不是非常不适宜人类居住的极地冰盖。”

这些地点位于火星南北半球,纬度在55到58度之间,相当于地球上的苏格兰或南美洲的顶端。

研究人员认为,这些冰形成的时间相对较晚,因为这些地点表面看起来很光滑,没有被天体碎片随着时间推移撞击这颗行星而形成的陨石坑。

这些冰崖都位于两极附近,在火星的冬季,这些地方会进入寒冷的黑暗中,不适合长期人类居住。

然而,如果能从其中一个冰川上钻取样本,研究人员就能了解火星的气候历史,以及这颗地球的邻居星球上可能存在的生命。

这些陡坡直接为我们带来了先前在NASA的火星奥德赛轨道器(MRO)和欧洲航天局的火星快车轨道器(Mars Express orbiter)上的光谱仪和探地雷达仪器所检测到的、在新陨石坑中发现的地下冰的明亮一瞥。

Byrne说:“这就像拥有一个蚂蚁农场,在那里你可以透过侧面的玻璃看到通常隐藏在地下的东西。”

科学家还没有确定这些特殊的陡坡最初是如何形成的。

然而,一旦埋藏的冰暴露在火星的大气中,由于冰直接从固态升华为水蒸气,冰崖在“撤退”过程中可能会变得更宽更高。

在其中一些地方,暴露在外的水冰沉积厚度超过100码(或一米)。

位于亚利桑那州弗拉格斯塔夫的美国地质调查局(US Geological Survey)地质学家邓达斯(Colin Dundas)说,这种冰的分布比之前认为的要广泛。

“火星表面大约三分之一的地方都有浅层冰,这记录了火星最近的历史。”

“我们在这里看到的是冰的横截面,这给了我们比以往任何时候都更详细的3d视图。”

利用MRO的小型火星侦察成像光谱仪(CRISM)对一些陡坡进行了检查,证实了这种明亮的物质是冰冻的水。

通过使用奥德赛公司的热发射成像系统(THEMIS)照相机对地表温度的检测,研究人员确定他们看到的不仅仅是覆盖在地面上的薄薄的霜。

研究人员之前使用MRO的浅层雷达(SHARAD)绘制了火星中纬度地区广阔的地下水冰原的地图,并估计冰层的顶部在地表以下不到10码。

MRO项目副科学家莱斯利·坦帕利(Leslie Tamppari)建议说:“如果你在这些地点之一执行任务,对沿着斜坡向下的岩层取样,你就能得到火星详细的气候历史。”他供职于加州帕萨迪纳市(Pasadena)的美国宇航局喷气推进实验室(NASA Jet Propulsion Laboratory)。

“随着时间的推移,火星上的水会发生什么变化:它会去哪里?冰什么时候积累?什么时候会消退?”

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