Роботизираният нокът е един от новите иновативни инструменти, разработени в LRD за изследване на ледените океански светове, като Европа.
Бихте ли искали да изпробвате късмета си в риболов на лед на спътника на Юпитер Европа? Няма гаранция, че ще хванете нещо, но нов набор от роботизирани прототипи ще осигури незаменима помощ.
От 2015 г. Лабораторията за реактивни двигатели (LRD) на НАСА в Пасадена (Калифорния) разработва нови технологии за използване в бъдещи мисии на океански планети. Списъкът включва: подземна сонда (способна да пробие лед и събиране на проби), роботизирани оръжия (обръщане, за да стигне до далечни обекти) и стартер (за още по-далечни проби).
Всички тези технологии са разработени в рамките на изследването на мобилността и усещането за океанските светове. Всеки прототип се фокусира върху извличането на проби от повърхността или под повърхността на ледената луна.
„В бъдеще искаме да отговорим дали има живот на спътниците на външните планети: Европа, Енцелад и Титан“, каза Том Квик, който оглавява Програмата за космически авиокомпании. - "Важно е да се идентифицират конкретните системи, които трябва да изградим сега, така че след 10-15 години те да бъдат готови за използване на космически кораб."
Системите ще трябва да се потопят в екстремни условия. Температурата може да падне до -100 ° С. Колелата на ровера ще се плъзгат по леда, наподобявайки пясък, а повърхността на Европа също щедро се подправя с радиация. „Има много проблеми, които ни очакват, така че трябва да отговаряме на строгите изисквания за планетна защита“, казва Хари Наяр, който оглавява групата по роботика. „Крайната мечта е да се потопите дълбоко в подземните океани. Но това изисква нови технологии, които все още не са на разположение. "
Брайън Уилкокс (инженер-конструктор на LRD) е успял да разработи прототип на базата на „сонди за топене“, използвани на Земята. От края на 60-те години те са били използвани за топене на сняг и лед, за да се изследват подземни площи.
Единственият проблем е, че те използват топлината неефективно. Кората на Европа може да е с дебелина 10-20 км, така че ако сондата не се научи да контролира енергията си, тя ще замръзне, преди да достигне целта.
Уилкокс измисли нова идея: вакуумно изолирана капсула (напомняща за принципа на термос). Вместо да излъчва топлината, тя ще държи енергията с парче термален плутоний, когато сондата е потопена в лед.
Въртящият се трион на дъното на сондата се завърта бавно и преминава през леда. По този начин той ще събира ледени стружки обратно в тялото на сондата, където се разтопява от плутоний и изпомпва зад апарата. Отстраняването на леда гарантира, че сондата няма да срещне препятствия. Ледената вода може също да бъде изпратена през намотка от алуминиева тръба и да се отцеди на повърхността. Водните проби могат да бъдат проверявани за биосигнали. „Вярваме, че плаващите течности от лед се намират в замръзналата кора на Европа“, казва Уилкокс. - Тези потоци изхвърлят материал от океана долу. Тъй като сондата прави тунел, тази вода може да съдържа биосигнали ”.
За да се гарантира отсъствието на сухоземни микроби, сондата се загрява до 482 ° C по време на полет на космически кораб. Това трябва да унищожи всички остатъчни организми и да разложи сложни органични молекули, които могат да повлияят на научните резултати.
По-дълъг обхват
Изследователите също така разгледаха възможността за използване на роботизирани оръжия, които са необходими за получаване на проби. На Марс приземяването на НАСА никога не надминаваше 2-2,5 метра от базата. За по-голямо разстояние трябва да създадете по-дълга ръка.
Една от идеите е сгъваем лост. Разположеното рамо може да достигне почти 10 м. За по-далечни цели е разработена ракета с снаряди, способна да стреля на разстояние до 50 метра.
Ръцете и стартерът могат да бъдат използвани заедно с изземването на лед. Към нокът може да прикачите диамантен бормашина. Ако учените искат да получат непокътнати проби, тогава трябва да пробиете до 20 см ледена повърхност. Този слой трябва да предпазва сложните молекули от излъчването на Юпитер.
След разгръщане на стрела или стартер за снаряд, нокът може да бъде фиксиран, като се използват затоплени щифтове, които се топят в леда и укрепват хватката. Това гарантира, че сондата може да проникне и да събере проби.
Колела за крио-ровера
През юли НАСА ще отпразнува 20-годишното наследство на роверите, пътуващи през марсианската пустиня. Но за пътуване до леден сателит се нуждае от модернизация.
Енцелад има пукнатини, които изхвърлят газове и ледени струи. Те ще станат основните научни цели, но материалът около тях вероятно ще се различава от земния лед. Тестовете показват, че гранулираният лед при криогенни и вакуумни условия прилича на пясъчни дюни, в които всмукващи се зърна. Изследователите на LRD се обърнаха към проекти, които преди това са били използвани за движение по повърхността на Луната. Те тестваха леки търговски колела, монтирани на сбруя, използвана в редица мисии.
В бъдеще
Прототипите и експериментите са само отправни точки. С изучаването на океанските структури учените ще преценят дали тези изобретения могат да бъдат подобрени максимално. В крайна сметка научните изследвания могат да доведат до появата на технологии, способни да се насочат към външна слънчева система.
