Robotiskais ķīlis ir viens no jaunajiem inovatīvajiem instrumentiem, kas izstrādāti LRD, lai izpētītu ledus okeāna pasauli, piemēram, Eiropu.
Vai jūs vēlētos izmēģināt veiksmi ledus zvejā Jupitera Eiropā? Nav garantijas, ka jūs kaut ko noķersiet, bet jauns robotu prototipu komplekts sniegs neaizvietojamu palīdzību.
Kopš 2015. gada NASA Jet Propulsion Laboratory (LRD) Pasadenā (Kalifornijā) ir izstrādājusi jaunas tehnoloģijas izmantošanai nākotnes misijās okeānu planētām. Sarakstā ietilpst: pazemes zonde (spēj izlauzties caur ledu un savākt paraugus), robotu rokas (apgriešanās, lai nokļūtu līdz attāliem objektiem) un palaišanas iekārta (pat attālākiem paraugiem).
Visas šīs tehnoloģijas tika izstrādātas okeānu pasaules mobilitātes un uztveres izpētes ietvaros. Katrs prototips koncentrējas uz paraugu ekstrakciju no ledus mēness virsmas vai zem tās.
„Nākotnē mēs gribam atbildēt, vai ir ārējā planētu satelīti: Eiropa, Enceladus un Titāns,” sacīja Tom Kvik, kurš vada Gaisa kuģu kosmosa tehnoloģiju programmu. - „Ir svarīgi noteikt konkrētās sistēmas, kas mums tagad ir jāveido, lai 10-15 gados tās būtu gatavas lietošanai kosmosa kuģī.”
Sistēmām būs jāiekļūst ekstremālos apstākļos. Temperatūra var samazināties līdz -100 ° C. Rover riteņi slīdēs uz ledus, kas atgādina smiltis, un Eiropas virsma ir arī bagātīga ar starojumu. „Mums ir daudz problēmu, tāpēc mums ir jāatbilst stingrām planētas aizsardzības prasībām,” sacīja Robio grupas vadītājs Hari Nayar. “Galīgais sapnis ir ienirt dziļi pazemes okeānos. Bet tas prasa jaunas tehnoloģijas, kas vēl nav pieejamas. ”
Brian Wilcox (LRD dizaina inženieris) varēja izstrādāt prototipu, kas balstīts uz Zemes izmantoto „kausēšanas zondi”. Kopš 1960. gadu beigām tie ir izmantoti, lai izkausētu sniegu un ledu, lai izpētītu apakšzemes teritorijas.
Vienīgā problēma ir tā, ka viņi izmanto siltumu neefektīvi. Eiropas mizas biezums var būt 10-20 km, tādēļ, ja zonde nemācās kontrolēt savu enerģiju, tā iesaldēs, pirms tas sasniegs mērķi.
Wilcox nāca klajā ar jaunu ideju: vakuuma izolētu kapsulu (atgādina termosa principu). Tā vietā, lai izstarotu siltumu, tā turēs enerģiju ar siltuma plutonija gabalu, kad zonde ir iegremdēta ledā.
Rotējošā zāģa asmens, kas atrodas zondes apakšā, lēni griežas un šķērso ledu. To darot, viņš savāc ledus skaidas atpakaļ zondes korpusā, kur to izkausē plutonija un izsūknē aiz iekārtas. Ledus noņemšana nodrošina, ka zondei nav šķēršļu. Ledus ūdeni var nosūtīt arī caur alumīnija caurules spoli un notecēt uz virsmas. Ūdens paraugus var pārbaudīt attiecībā uz bio-signāliem. „Mēs uzskatām, ka ledus plūstošās plāksnes atrodas Eiropas saldētajā garozā,” saka Wilcox. „Šīs plūsmas izplūst materiāls no zemāk redzamās okeāna. Tā kā zonde veido tuneli, šis ūdens var saturēt biosignālus ”.
Lai nodrošinātu sauszemes mikrobu trūkumu, zonde uz kosmosa kuģa lidojuma laikā sasilst līdz 482 ° C. Tam vajadzētu iznīcināt visus atlikušos organismus un sadalīt sarežģītas organiskās molekulas, kas var ietekmēt zinātniskos rezultātus.
Ilgāks pārklājums
Pētnieki aplūkoja arī iespēju izmantot robotu rokas, kas nepieciešamas paraugu iegūšanai. Marsa NASA izkraušana nekad nepārsniedza 2–2,5 metrus no bāzes. Lai iegūtu lielāku attālumu, nepieciešams izveidot garāku roku.
Viena no idejām ir locīšanas šāvēja svira. Izmantotais rokturis var sasniegt gandrīz 10 metrus, kā arī attālākiem mērķiem tika izveidots nesējraķete ar šāviņiem, kas spēj uzņemt līdz 50 metriem.
Rokas un palaišanas ierīci var izmantot kopā ar ledus aizturēšanu. Uz nagiem var pievienot dimanta urbi. Ja zinātnieki vēlas iegūt neskartus paraugus, tad jums ir nepieciešams līdz 20 cm ledus virsmas. Šis slānis aizsargā kompleksās molekulas no Jupitera starojuma.
Pēc bultas vai palaišanas izvietošanas šāviņam, spīles var nostiprināt, izmantojot apsildāmas tapas, kas izkausē ledu un stiprina saķeri. Tas nodrošina, ka sējmašīna var iekļūt un savākt paraugus.
Riteņi kriogēnai
Jūlijā NASA svinēs 20 gadus veco mantinieku mantojumu, kas ceļo pa Marsa tuksnesi. Bet ceļojums uz ledus satelītu nepieciešams modernizēt.
Enceladus ir plaisas, kas izplūst gāzes un ledus sprauslas. Tie kļūtu par galvenajiem zinātniskajiem mērķiem, bet apkārtējais materiāls, iespējams, atšķirsies no sauszemes ledus. Testi liecina, ka granulētais ledus kriogēnos un vakuuma apstākļos atgādina smilšu kāpas, un vaļēji graudi sūkušies riteņos. LRD pētnieki pievērsās projektiem, kas iepriekš tika izmantoti, lai pārvietotos pa mēness virsmu. Viņi pārbaudīja vieglus komerciālos riteņus, kas uzstādīti uz siksnas, kas tika izmantota vairākās misijās.
Nākotnē
Prototipi un eksperimenti ir tikai sākuma punkti. Pētot okeānu struktūras, zinātnieki apsver, vai šos izgudrojumus var maksimāli uzlabot. Galu galā pētījumi var novest pie tādu tehnoloģiju rašanās, kas spēj virzīties uz ārējo saules sistēmu.
