NASA har stora planer för att återvända astronauter till månen 2024, en språngbräda på vägen till att skicka människor till Mars. Men var ska de första människorna på den röda planeten landa?

En ny tidning publicerad i Geofysiska forskningsbrev kommer att hjälpa till genom att tillhandahålla en karta över vattenis som tros vara så lite som en tum (2,5 centimeter) under ytan.

Vattenis kommer att vara en nyckelfaktor för alla potentiella landningsplatser. Med lite utrymme att avvara ombord på en rymdfarkost, alla mänskliga uppdrag till Mars kommer att behöva skörda det som redan finns tillgängligt för att dricka vatten och göra raketbränsle.

NASA kallar detta koncept "in situ resursanvändning, " och det är en viktig faktor vid valet av mänskliga landningsplatser på Mars. Satelliter som kretsar kring Mars är avgörande för att hjälpa forskare att bestämma de bästa platserna för att bygga den första marsforskningsstationen. Författarna till den nya artikeln använder sig av data från två av dessa rymdfarkoster, NASA:s Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) och Mars Odyssey orbiter, för att lokalisera vattenis som potentiellt kan vara inom räckhåll för astronauter på den röda planeten.

"Du skulle inte behöva en grävskopa för att gräva upp den här isen. Du kan använda en spade, sa tidningens huvudförfattare, Sylvain Piqueux från NASA:s Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien. "Vi fortsätter att samla in data om begravd is på Mars, nollställer sig de bästa platserna för astronauter att landa på."

Begravd skatt på Mars

Flytande vatten kan inte hålla i Mars tunna luft; med så lite lufttryck, det avdunstar från ett fast ämne till en gas när det utsätts för atmosfären.

Mars vattenis är inlåst under jorden på planetens mellanbreddgrader. Dessa regioner nära polerna har studerats av NASA:s Phoenix-landare, som skrapade is, och MRO, som har tagit många bilder från rymden av meteornedslag som har grävt ut denna is. För att hitta is som astronauter lätt kan gräva upp, studiens författare förlitade sig på två värmekänsliga instrument:MRO:s Mars Climate Sounder och Thermal Emission Imaging System (THEMIS) kameran på Mars Odyssey.

Varför använda värmekänsliga instrument när man letar efter is? Begravd vattenis ändrar temperaturen på Mars yta. Studiens författare korsrefererade temperaturer som tyder på is med andra data, såsom reservoarer av is som upptäcks av radar eller ses efter meteornedslag. Data från Odysseys gammastrålspektrometer, som är skräddarsydd för kartläggning av isavlagringar, var också användbara.

Som förväntat, alla dessa data tyder på en bergsvattenis över hela Mars poler och mellanbreddgrader. Men kartan avslöjar särskilt grunda avlagringar som framtida missionsplanerare kanske vill studera vidare.

Att välja en landningsplats

Även om det finns massor av platser på Mars som forskare skulle vilja besöka, få skulle göra praktiska landningsplatser för astronauter. De flesta forskare har hittat på de norra och södra mellanbreddgraderna, som har mer solljus och varmare temperaturer än polerna. Men det finns en stor preferens för att landa på norra halvklotet, som i allmänhet är lägre i höjd och ger mer atmosfär för att bromsa en landande rymdfarkost.

En stor del av en region som kallas Arcadia Planitia är det mest frestande målet på norra halvklotet. Kartan visar massor av blått och lila i denna region, representerar vattenis mindre än en fot (30 centimeter) under ytan; varma färger är över två fot (60 centimeter) djupa. Vidsträckta svarta zoner på kartan representerar områden där en landande rymdfarkost skulle sjunka i fint damm.

Vad kommer härnäst?

Piqueux planerar en omfattande kampanj för att fortsätta studera begravd is över olika årstider, se hur överflödet av denna resurs förändras över tiden.

Ju mer vi letar efter is nära ytan, ju mer vi hittar, " sa MRO biträdande projektforskare Leslie Tamppari från JPL. "Att observera Mars med flera rymdfarkoster under årens lopp fortsätter att ge oss nya sätt att upptäcka denna is."