La NASA está construyendo una hoja de ruta para robots que podrían visitar mundos oceánicos en futuras misiones espaciales y romper las gruesas capas de hielo del mundo para explorar mares subterráneos en busca de vida.
La agencia espacial reveló recientemente los resultados de un taller patrocinado por la NASA celebrado en febrero de 2023, donde científicos e ingenieros se reunieron para discutir conceptos para una posible misión «criobot». La idea es penetrar las partes exteriores heladas de las lunas del sistema solar. Júpiterla luna Europa O la luna de Saturno, Encelado, y colocar una sonda en su interior que pueda explorar el océano líquido subyacente.
El concepto de robot frío que se está explorando es una alternativa a simplemente perforar un mundo e implica el uso de un dispositivo cilíndrico enviado desde una unidad madre en la superficie de un mundo oceánico helado que puede derretir el hielo y así deslizarse a medida que el agua fluye a su alrededor y se congela. otra vez.
Estas sondas, y la llamada tecnología de “perforación térmica”, se utilizan actualmente comúnmente para examinar glaciares y casquetes polares en la Tierra, pero las capas heladas de mundos como Europa y Encelado son mucho más frías y gruesas. También presentan un comportamiento menos predecible.
La explotación de la perforación geotérmica existente en entornos extraterrestres a través de criobots ha sido el foco de los investigadores apoyados por los programas del Mecanismo de Acceso al Subsuelo de Exploración Científica para Europa (SESAME) de la NASA y Conceptos de Tecnología de Detección de Vida en Mundos Oceánicos (COLDTech) durante varios años.
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Sin embargo, durante este tiempo, la humanidad ha aprendido mucho sobre los mundos oceánicos cubiertos de hielo, y por ello el taller, celebrado en el Instituto Tecnológico de California (Caltech), brindó la oportunidad para que los científicos involucrados en estos proyectos se reencontraran y aseguraran estos desarrollos. . Se tienen en cuenta en la arquitectura de la misión del robot.
Para encontrar vida, sigue el agua.
La vida tal como la conocemos depende de muchos compuestos, moléculas y elementos clave, pero ninguno es tan vital como el agua.
Como estructura básica de la vida aquí en la Tierra, es fácil ver por qué el agua se ha convertido en un foco de interés para los científicos que buscan vida en otras partes del mundo. Sistema solar. Si bien descubrimos que el agua abunda en los patios traseros de las estrellas (e incluso más allá), nunca ha habido un descubrimiento más interesante para nosotros. Astrobiólogos De la comprensión de que las lunas heladas de nuestro sistema solar albergan vastos océanos de agua líquida.
Descubre ese paisaje árido Marte Una vez que el agua se desborda, brinda una emocionante oportunidad para la exploración. restos De vida antigua, pero las lunas oceánicas como Europa y Encelado ofrecen la oportunidad de descubrir mundos que actualmente son habitables y que incluso pueden albergar organismos vivos reales en sus aguas. Aunque es probable que estos organismos sean microbianos, encontrarlos sería revolucionario.
Según la NASAEl taller de Caltech permitió identificar cuatro aspectos clave que deberían guiar la hoja de ruta para desarrollar un robot capaz de explorar el agua y los mundos alienígenas. Estos aspectos fueron la energía, la capacidad calorífica, la movilidad y las comunicaciones.
Un robot que puede aplicar calor
Por supuesto, las capas de hielo de kilómetros de espesor de nuestro mundo oceánico plantean grandes desafíos para las misiones de búsqueda de vida. Esto significa que el núcleo de un mundo oceánico que explore robots criogénicos necesitaría un sistema de energía nuclear capaz de proporcionar calor que pudiera derretir esos muchos kilómetros de hielo, un sistema que se estima que necesita alrededor de 10 kilovatios (kW) de energía. Este sistema también debe integrarse en una estructura que pueda soportar la enorme presión de estos profundos mares alienígenas.
Existe cierta precedencia en el desarrollo de un sistema de este tipo, por complejo que parezca.
La nave espacial Cassini que exploró Saturno Y sus lunas antes de hundirse Gas giganteLa atmósfera terrestre en 2017 llevaba un sistema de energía térmica capaz de generar 14 kilovatios, más de la energía necesaria para derretir kilómetros de hielo. Además, durante las décadas de 1960 y 1970, se desplegaron en el fondo del océano aquí en la Tierra generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG), que potencialmente podrían resistir las presiones de los océanos de Europa.
Pero el robot del futuro no sólo necesitará protección de su entorno; También hay que protegerlo del calor que él mismo genera. Esto requerirá un sistema de gestión térmica que pueda mantener una temperatura interna segura para el robot mediante la distribución de calor al entorno.
Una forma de hacerlo, dicen los científicos, es utilizar dos circuitos de fluido bombeados de forma independiente. Uno hace circular el fluido de trabajo interno a través de canales integrados en la piel del robot, y el otro hace circular agua derretida entre el robot frío y el entorno circundante.
Si bien ya se han producido sistemas como este, es necesario seguir desarrollándolos para prepararlos para las capas heladas de Europa o Encelado.
Estas capas de hielo también pueden contener impurezas como rocas y sal que el robot necesitaría sistemas adicionales para penetrar. Esto se puede hacer mediante corte mecánico, pulverizando las inclusiones con chorros de agua a alta presión o incluso utilizando una combinación de ambos.
Por supuesto, es posible que algunos obstáculos, como rocas grandes y sólidas, masas de sal, bolsas de agua o incluso grandes huecos en estas capas de hielo, no puedan eliminarse con estos métodos; por lo tanto, el criobot también debe poder navegar su paso por debajo del Océanos superficiales. Esto implicaría incorporar un sensor orientado hacia abajo para monitorear obstáculos, así como un sistema de guía, los cuales se han desarrollado en el pasado pero aún no se han integrado completamente en ningún tipo de sistema de trabajo aquí en la Tierra.
Los científicos también tendrán que idear formas de identificar mejor los obstáculos en las capas heladas antes de desarrollar una misión a una luna oceánica helada, algo que el taller identificó como una máxima prioridad. Próximo Clíper de Europa La misión, cuyo lanzamiento está previsto para 2024 y llegará a Europa, la luna helada de Júpiter, en 2030, podría ser una parte integral del trabajo de investigación de riesgos.
Rompe el hielo pero no te comunicas
Por último, pero no menos importante, otro aspecto esencial de la misión del robot discutido en el taller de Caltech fue un sistema de comunicaciones que permitiría transmitir datos vitales desde una sonda de exploración marina de inmersión profunda a una unidad central principal ubicada sobre el hielo objetivo. . Mundos oceánicos.
En la Tierra, los criobots hacen esto usando cables de fibra óptica, pero desplegarlos a través del hielo en un mundo alienígena requeriría asegurarse de que el hielo no rompa el cable. Esto sería particularmente desafiante en la corteza helada activa de Encelado, que puede desplazarse a medida que columnas de material oceánico estallan a través de grietas y se extienden hacia la atmósfera. Atmósfera lunar.
Kate Kraft, del Laboratorio de Física Aplicada (JPL) de Johns Hopkins, está estudiando cómo los cortes de hielo de los satélites oceánicos podrían afectar al sistema de comunicaciones de las ataduras incrustadas en el hielo, mientras que otros equipos están estudiando métodos no físicos de transmisión de datos, como el uso de radio. frecuencias, acústica e incluso campos magnéticos para transmitir datos desde los océanos, a través del extraño hielo hasta la superficie.
Si bien estos fueron los cuatro elementos principales de la exploración del mundo oceánico para robots fríos discutidos por unos 40 asistentes a este taller, se consideraron otras cosas, como instrumentos que pueden tomar muestras y analizar fluidos recolectados, sistemas de estabilización de hielo para asegurar módulos de superficie y materiales para cubra la superficie fría del robot que no se corroerá en entornos espaciales.
El resultado general del proceso de planificación de la misión es que hay mucho trabajo por hacer, pero es posible una misión robótica fría a los mundos del helado sistema solar.
En última instancia, esto significa que encontrar vida en otros mundos es más plausible que nunca.
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