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Martian Proton Albedo as Signature of Near‐Surface Water

Löwe, Jan Leo und Wimmer‐Schweingruber, Robert F. und Khaksari, Salman und Löffler, Sven und Nikiforov, Sergey und Djachkova, Maya und Guo, Jingnan und Charpentier, Gabin und Ehresmann, Bent und Hassler, Donald M. und Matthiä, Daniel und Berger, Thomas und Reitz, Günther und Zeitlin, Cary (2026) Martian Proton Albedo as Signature of Near‐Surface Water. Journal of Geophysical Research: Planets, 131 (6), e2026JE009697. Wiley. doi: 10.1029/2026JE009697. ISSN 2169-9097.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.1029/2026JE009697

Kurzfassung

Understanding the Martian soil water budget is crucial not only for in situ resource utilization in future human missions to Mars, but also for reconstructing the geological and climatic history of the planet, as well as to assess the potential of ancient or even present microbial life. Here, we present a methodology to study near-surface water using albedo protons, based on measurements from the Radiation Assessment Detector (RAD) onboard the Mars Science Laboratory (MSL). With this approach, water can be investigated beneath dust layers at approximately 1–6 cm, representing a new observational depth range compared to existing methods. In combination with data from the Dynamic Albedo of Neutrons (DAN) experiment, also part of MSL, we show that MSL/RAD has so far been unable to resolve small variations in regolith water of 2%–7%. However, supporting simulations suggest that larger water reservoirs, such as those at higher latitudes or locally near the equator, may be detected by MSL/RAD with measurement times of approximately two to 3 months. We demonstrate that a future Mars detector, specifically redesigned to measure albedo protons, could detect changes in near-surface water content of about 20% within roughly 6–16 days, and variations exceeding 40% within only a few days, with statistical significance. We therefore propose including albedo proton measurements in future missions to Mars or other extraterrestrial bodies, as they represent a promising complement to existing methods for probing near-surface water.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/224975/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Martian Proton Albedo as Signature of Near‐Surface Water
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Löwe, Jan LeoInstitute of Experimental and Applied Physics, Christian‐Albrechts‐University, Kiel, Germany; loewe (at) physik.uni-kiel.dehttps://orcid.org/0009-0007-3569-0119NICHT SPEZIFIZIERT
Wimmer‐Schweingruber, Robert F.Institute of Experimental and Applied Physics, Christian‐Albrechts‐University, Kiel, Germany; wimmer (at) physik.uni-kiel.dehttps://orcid.org/0000-0002-7388-173XNICHT SPEZIFIZIERT
Khaksari, SalmanInstitute of Experimental and Applied Physics, Christian‐Albrechts‐University, Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Löffler, SvenInstitute of Experimental and Applied Physics, Christian‐Albrechts‐University, Kiel, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Nikiforov, SergeySpace Research Institute of the Russian Academy of Sciences (IKI), Moscow, Russia and Center for Astrophysics and Space Science (CASS), New York University Abu Dhabi, Abu Dhabi, UAEhttps://orcid.org/0000-0002-7221-8602NICHT SPEZIFIZIERT
Djachkova, MayaSpace Research Institute of the Russian Academy of Sciences (IKI), Moscow, RussiaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Guo, JingnanDeep Space Exploration Laboratory/School of Earth and Space Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei, PR Chinahttps://orcid.org/0000-0002-8707-076XNICHT SPEZIFIZIERT
Charpentier, GabinCentre National d’Études Spatiales (CNES), Toulouse, France and TRAD Tests & Radiations, Labège, Francehttps://orcid.org/0009-0001-3068-9692NICHT SPEZIFIZIERT
Ehresmann, BentPlanetary Science Division, Southwest Research Institute, Boulder, CO, USAhttps://orcid.org/0000-0002-5956-5722NICHT SPEZIFIZIERT
Hassler, Donald M.Planetary Science Division, Southwest Research Institute, Boulder, CO, USAhttps://orcid.org/0000-0001-8830-1200NICHT SPEZIFIZIERT
Matthiä, DanielDaniel.Matthiae (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1507-0143NICHT SPEZIFIZIERT
Berger, ThomasThomas.Berger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3319-5740NICHT SPEZIFIZIERT
Reitz, GüntherGerman Aerospace Center (DLR), Institute of Aerospace Medicine, Cologne, Germanyhttps://orcid.org/0000-0001-5045-0761NICHT SPEZIFIZIERT
Zeitlin, CaryLeidos Corporation, Houston, TX, USAhttps://orcid.org/0000-0002-1737-141XNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 Juni 2026
Erschienen in:Journal of Geophysical Research: Planets
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:131
DOI:10.1029/2026JE009697
Seitenbereich:e2026JE009697
Verlag:Wiley
ISSN:2169-9097
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Mars martian near‐surface water, albedo protons, Radiation Assessment Detector (RAD), Mars Science Laboratory (MSL)
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Strahlenrisiken
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Strahlenbiologie
Hinterlegt von: Kopp, Kerstin
Hinterlegt am:11 Jun 2026 14:43
Letzte Änderung:16 Jun 2026 12:01

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