НАСА тестує роботизовані льодові прилади

Роботизований кіготь – один з нових інноваційних інструментів, розроблених в ЛРД для вивчення крижаних океанічних світів, на кшталт Європи.

Чи не хочете спробувати удачу в підлідному лові на супутнику Юпітера Європі? Немає гарантій, що ви щось знайдете, але новий набір роботизованих прототипів надасть незамінну допомогу.

З 2015 року Лабораторія реактивного руху (ЛРР) НАСА в Пасадені (Каліфорнія) займається розробкою нових технологій для використання в майбутніх місіях на океанічних планетах. У список входять: підземний зонд (здатний прориватися крізь лід і збирати зразки), роботизовані руки (розгортаються для того, щоб дістатися до далеких об’єктів) і пускова установка (для ще більш віддалених зразків).

Всі ці технології були розроблені в межах дослідження мобільності і зондування океанічних світів. Кожен прототип сконцентрований на видобутку зразків з поверхні або під поверхнею крижаної місяця.

«У майбутньому ми хочемо відповісти на те, чи є життя на супутниках зовнішніх планет: Європі, Енцеладі і Титані», – повідомив Том Квік, який очолює Програму космічних технологій ЛРД. – «Важливо визначити конкретні системи, які ми повинні побудувати зараз, щоб через 10-15 років вони були готові до використання на космічному кораблі».

Системам доведеться зануритися в екстремальні умови. Температура може знижуватися до -100 ° C. Колеса ровера будуть ковзати по льоду, що нагадує пісок, а поверхня Європи до того ж ще й щедро приправлена радіацією.

«Там чекає чимало неприємностей, тому ми повинні відповідати суворим планетарним вимогам захисту», – сказав Харі Наяр, який очолює групу робототехніки. – «Межа мрій – зануритися глибоко в підземні океани. Але для цього необхідні нові технології, яких поки немає ».

Брайану Вілкокс (інженер-конструктор ЛРД) вдалося розробити прототип на основі «зондів розплаву», використовуваних на Землі. З кінця 1960-х років їх застосовували для розплавлення снігу та льоду, щоб вивчити підповерхневі ділянки.

Проблема лише в тому, що вони використовують тепло неефективно. Кора Європи може виявитися завтовшки в 10-20 км, тому, якщо зонд не навчиться керувати своєю енергією, то замерзне до того, як добереться до мети.

Вілкокс придумав нову ідею: капсула, ізольована вакуумом (нагадує принцип термоса). Замість того, щоб випромінювати тепло назовні, вона буде утримувати енергію шматком теплового плутонію під час занурення зонда в лід.

Обертається пильний диск на нижній частині зонда повільно повертається і прорізає лід. При цьому він буде збирати крижану стружку назад в тіло зонда, де вона розплавляється плутонієм і відкачується позаду апарату. Видалення льоду гарантує, що зонд НЕ натрапить на перешкоди. Крижану воду можна буде також відправляти через котушку з алюмінієвої трубки і зливати на поверхню. Водні зразки можна перевірити на біосигналів.

«Ми вважаємо, що в замерзлій корі Європи розташовані льодові текучі плити», – говорить Вілкокс. – «Ці потоки вивергають матеріал з океану внизу. Оскільки зонд проробляє тунель, то ця вода може містити біосигналів ».

Щоб гарантувати відсутність земних мікробів, зонд нагрівається до 482 ° C під час польоту на космічному кораблі. Це повинно знищити будь-які залишкові організми і розкласти складні органічні молекули, які здатні вплинути на наукові результати.

Довший охоплення

Дослідники також розглянули можливість використання роботизованих рук, які необхідні для отримання зразків. На Марсі висадки НАСА ніколи не виходили за межі 2-2,5 метрів від бази. Для більшої віддаленості необхідно створити довшу руку.

Одна з ідей – складаний вистрілює важіль. Розгорнута рука може діставати майже на 10 м. Для більш віддалених цілей була розроблена пускова установка зі снарядами, здатна вистрілювати на відстань до 50 м.

Руки і пускова установка можуть використовуватися в поєднанні з захопленням льоду. До кігтю можуть прикріпити діамантове свердло. Якщо вчені захочуть отримати незаймані зразки, то потрібно пробити до 20 см крижаної поверхні. Цей шар повинен захищати складні молекули від випромінювання Юпітера.

Після розгортання з стріли або пускової установки для снаряда, кіготь може закріпитися, використовуючи нагріті штирі, які тануть у льоду і підсилюють захоплення. Це гарантує, що свердло може проникати і збирати зразки.

Колеса для кріо-ровера

У липні НАСА відзначить 20-літній спадщина роверів, які подорожують по марсіанської пустелі. Але для поїздки по крижаного супутника потрібна модернізація.

У Енцеладі є тріщини, які викидають струмені газу і крижаного матеріалу. Вони стали б основними науковими цілями, але матеріал навколо них, ймовірно, буде відрізнятися від земного льоду. Тести показали, що гранульований лід в кріогенних і вакуумних умовах нагадує піщані дюни, з пухкими зернами, засмоктує колеса. Дослідники ЛРД звернулися до проектів, які раніше застосовували для просування по поверхні Місяця. Вони протестували легкі комерційні колеса, закріплені на підвісній системі, яка використовувалася в ряді місій.

В перспективі

Прототипи й експерименти – лише відправні точки. З вивченням океанічних структур, вчені розглянуть питання про те, чи можна максимально поліпшити ці винаходи. В кінцевому підсумку, дослідження можуть привести до появи технологій, здатних відправитися до зовнішньої сонячній системі.

Ссылка на основную публикацию