Er der fundet vand på Mars? – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Astrofysik > Er der fundet vand på ...

07. september 2011

Er der fundet vand på Mars?

Hej Spørg om Fysik
Vi er i tvivl med hensyn til om der er vand på Mars, så vi har i de fleste af vores spørgsmål taget udgangspunkt i, at der er vand på Mars.

?) Er der fundet decideret "vand" på Mars (Vand som på jorden (H2O) i fast, flydende eller gas form?

Ja, det er der faktisk. Som optakt til dette fund bør det nævnes, at mange tidligere missioner havde fundet spor af væske på overfladen i form af udtørrede flodlejer og is-kalotter på polerne. Viking-missionerne, http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/viking.html, som beregninger har vist må indeholde vand(-is).

Mars nordpol

Instrumenter ombord på kredsløbssonden Mars Odyssey (se evt. https://mars.jpl.nasa.gov/odyssey/  - opsendt i 2001) viste at der i de polare egne (dvs. for breddegrader større end ca. 60 grader) af Mars var høje koncentrationer af brint i den øverste meter af overfladen.

Det blev antaget, at denne brint var bundet i jorden i form af vand. Disse resultater var så overbevisende, at de førte til Phoenix-missionen (http://phoenix.lpl.arizona.edu/) opsendt i 2007. Denne mission bestod af en lander med en robotarm og en masse instrumenter til undersøgelse af bl.a. opgravede jordprøver. Her lykkedes det at opsamle en vandholdig jordprøve, og bevise at den indeholdt vand (http://phoenix.lpl.arizona.edu/07_31_pr.php). Missionen havde dansk deltagelse fra både Århus og Københavns Universiteter (se evt.: http://www.nbi.ku.dk/sciencexplorer/rummet/).

?) Er vandet på Mars drikkebart for mennesker? Og hvor meget skal det evt. renses før det er?

Phoenix

Vandet indeholder støv, som bl.a. består af salte, så en destillation vil nok være nødvendig før vandet kan drikkes.

?) Hvordan vil man få fat i vandet?

Tilgængeligheden af vandet afhænger af, hvor på Mars-overfladen man befinder sig. På polerne findes polarkalotterne, hvor vand-isen er umiddelbart tilgængeligt. Ved 68 grader nordlig bredde, hvor Phoenix landede, findes isen under et 5-7 cm tykt jordlag. Isen er her (sandsynligvis som på polarkalotterne) meget hård, men vil kunne bores eller hakkes ud af overfladen når det tynde jordlag er fjernet.

?) Hvad skal vandet bruges til?

Vandet vil kunne bruges til at drikke, til madlavning, og til fremstilling af andre nødvendige forbrugsgoder, herunder brændstof (brint) og oxydant (ilt) til turen tilbage fra Mars til Jorden.

?) Hvor meget vand er der cirka?

Nordpolarkalotten har en diameter på ca. 1000 km og en tykkelse på ca. 3 km, hvor den er tykkest. Det betyder, at den rummer ca. 1,6 millioner kubik-km is. Den sydlige kalot ser lidt mindre ud (diameter ca. 350 km), men det er fordi yderranden er dækket af støv. Også denne har en tykkelse på ca. 3 km og også den vurderes at rumme ca. 1,6 millioner kubik-km vand.

Og som Phoenix har vist, indeholder jorden udenom polerne vand-is i form af permafrost lige under overfladen i gigantiske arealer. Tykkelsen af vandforekomster er dog ikke blevet målt, og der er derfor vanskeligt at vurdere mængden af vand bundet i permafrosten.

Phoenix skovl

?) Hvor meget vil det koste at få fat i vandet, mod evt. selv at tage det med på en rummission?

Hvis ens mission lander indenfor rækkevidde af vandforekomsterne, vil det altid være betydelig billigere at hente vandet i nærheden, fremfor selv at tage det med hjemmefra.

?) Understøtter vandet på Mars liv, eller har det gjort det?

Hvorvidt vandet på Mars understøtter liv, eller har gjort det, er et af de store spørgsmål i Mars-forskningen i dag. Forekomsten af vand er ikke et bevis for forekomst af liv, men det menes at være en nødvendighed for, at liv kan eller har kunne findes på, eller lige under Mars-overfladen.

?) Vi har læst på jeres hjemmeside, at der er fundet meget brint under overfladen på Mars, og vi har spekuleret på om man kunne udvinde ilt fra atmosfæren på Mars, eller selv medbringe det, og bruge dette sammen med brinten til at lave en brændselscelle, der så ville lave H2O. (http://www.nbi.ku.dk/spoerg_om_fysik/astrofysik/vand_og_liv_mars/)

I princippet skulle dette være muligt. Men da der findes vand lokalt, vil det være mere økonomisk at anvende dette, og ved elektrolyse (vha. de medbragte kernekraftværker - eller store solcelleanlæg) fremstille ilt og brint til f.eks. raketbrændstof.

Vi vil med den indsamlede viden opnå at finde en metode til at udvinde vandet på Mars til både videnskabelige formål, men også til fremtidige kolonier. Gerne en bæredygtig metode.

Håber at svarene ovenfor kan være til inspiration til jeres videre arbejde.

Med venlig hilsen
Morten Bo Madsen