NASA розробляє дорожню карту для створення спеціальних роботів, які зможуть відвідати супутники Сатурна і Юпітера під час майбутніх космічних місій і розбити крижані оболонки, щоб дослідити підземні океани в пошуках життя.
Космічне агентство оприлюднило результати семінару, на якому вчені та інженери обговорювали можливі концепції місій “кріоботів”. Ідея полягає в тому, щоб пробитися крізь крижану оболонку супутника Юпітера Європа або супутника Сатурна Енцелад і спустити всередину зонд, який зможе дослідити океан.
Розглянута концепція кріобота передбачає використання циліндричного пристрою, що запускається з материнської станції на поверхні крижаного океану, який може розтоплювати лід і опускатися вниз. Ці зонди і так званий метод “теплового буріння” зараз широко використовуються для дослідження льодовиків на Землі.
Використання кріоботів у позаземному середовищі давно цікавить вчених. За даними NASA, семінар привів до визначення чотирьох ключових аспектів, які повинні лягти в основу дорожньої карти для розробки такого робота-дослідника. Цими аспектами є живлення, теплова потужність, мобільність і зв’язок.
Товсті крижані оболонки становлять значні труднощі для місій, тому кріобот, який досліджує океанський світ, потребуватиме ядерної енергетичної системи для генерації тепла, яке зможе розтопити шари льоду – системи, яка, за оцінками, потребуватиме близько 10 кіловатів (кВт) енергії. Вона має бути інтегрована в конструкцію, здатну витримати величезний тиск цих глибоких чужих морів. До речі, апарат Cassini, який досліджував Сатурн та його супутники, мав на борту теплову енергетичну систему, здатну генерувати 14 кВт.
Але футуристичний кріобот потребував би не лише захисту від навколишнього середовища, але й від тепла, яке він сам генерує. Для цього знадобиться потужна система терморегулювання. Один з варіантів полягає у використанні двох незалежних контурів рідини, що перекачуються помпами. Одна перекачуватиме внутрішню робочу рідину через канали, вбудовані в “шкіру” робота, а друга розподілятиме розтоплену крижану воду між кріоботом і навколишнім середовищем.
Крижані оболонки можуть також містити камінь і сіль, для проникнення в які знадобляться додаткові системи. Це можна зробити за допомогою механічного різання, руйнування домішок струменями води під високим тиском або навіть за допомогою комбінації цих способів.
Звичайно, деякі перешкоди можуть бути нездоланними за допомогою цих методів, тому кріобот також повинен мати іншу можливість прокладати шлях до океанів. Для цього знадобиться інтегрувати сенсор, щоб спостерігати за перешкодами, та систему керування. Вченим також доведеться розробити способи кращого виявлення перешкод. Майбутня місія Europa Clipper, яка має стартувати у 2024 році і прибути до супутника Юпітера Європи у 2030 році, може стати важливою частиною цієї роботи.
Останній, але не менш важливий аспект місії, – це система зв’язку, яка дозволить передавати дані з глибоководного дослідницького зонда на материнську станцію, що знаходиться на поверхні льоду. На Землі кріоботи роблять це за допомогою волоконно-оптичних кабелів, але їхнє розгортання крізь лід у чужому світі вимагатиме впевненості, що лід не розірве кабель. Особливо це стосується Енцелада, де лід може зміщуватися.
Науковці досліджують, як зсуви льоду на океанічних супутниках можуть вплинути на систему комунікаційних тросів, а інші команди вивчають нефізичні методи передачі даних, такі як використання радіочастот, акустики і навіть магнітних полів.
Також вчені обговорювали інструменти для відбору проб і аналізу зібраних рідин, системи кріплення до льоду для надводних модулів, а також матеріали для покриття поверхні кріобота, які не піддаються корозії. Загалом учасники вважають, що роботи багато, але місія цілком здійсненна.
Читайте також: